NO152240B - Blandingsanordning - Google Patents

Description

Nærværende oppfinnelse vedrører anordninger for fordeling og innblanding av et medium i et annet, fortrinnsvis behandlingsmidler i form av gass eller væske i fibersuspensjoner innenfor masseindustrien. Oppfinnelsen vedrører.spesielt anordninger for kjemikalieinnblanding i masse med middels konsentrasjon, d.v.s. 5-15% fiber suspendert i væske, fortrinnsvis ca. 10-12%.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er av den type blandingsappa-rater i hvilke masse passerer forbi en eller flere bevegelige utløpsåpninger for behandlingsmidler, såsom f.eks. vist i patentskriftene SE 172.981 og SE 354.789. I begge tilfeller danner utløpsåpningene spiralformede "spor" i massen, da massen strømmer mer eller mindre lineært og åpningene beveger seg i sirkler, og en ulempe med disse apparater er at en del masse vil passere på avstand fra utløpsåpningene, hvilket betyr at visse deler av massen ikke får seg tildelt sin del av behandlingsmidlet. Da åpningene ifølge de to refererte patent-skrifter er anordnet i forbindelse med vinger eller armer som roterer i massens gjennomstrømningstverrsnitt, oppstår dessuten en betydelig motstand og dermed kraftforbruk, som også øker jo høyere massens konsentrasjon er.

Formålet med nærværende oppfinnelse er således å muliggjøre fordeling og innblanding så effektivt som mulig, d.v.s. at behandlingsmediet eller mediene i første rekke fordeles jevnt i massesuspensjonen og dernest at jevnheten sikres ved at all massesuspensjon tvinges å passere tilsetningsstedet, slik at man på en effektiv måte kan fordele også en relativ liten mengde av et behandlingsmedium i suspensjonen.

Effektiviteten av en slik fordeling og blanding er avhengig av mange faktorer, som f.eks. massens konsentrasjon i forhold til den væske eller gassmengde som skal tilsettes, løselig-heten av den tilsatte væsken eller gassen i suspensjonsvæsken, og er videre avhengig av de tilsatte medienes reaksjons-hastighet med massesuspensjonens bestanddeler. Generelt kan det sies at jo høyere massesuspensjonens konsentrasjon er av faste stoffer eller fibrer, det vil med andre ord si jo mindre væske som er nærværende i suspensjonen, jo vanskeligere er det å blande inn behandlingsmedier slik at disse fordeler seg jevnt i suspensjonen. Generelt kan det også sies at jo hurtigere de tilførte mediene reagerer med massen, jo viktig-ere er det at mediene fordeles og innblandes så hurtig og så jevnt som mulig. En slik situasjon har man f.eks. ved behandling av massen med klor i forbindelse med massens bleking. Klor har en spesiell hurtig initialreaksjon med massen, og for ikke å spe massen med en ikke ønsket mengde væske tilsettes som oftes klor som gass, og da dispergert i en relativt liten mengde væske, hvilket i midlertid i sin tur betyr at problemer lett kan oppstå med å fordele og blande inn denne relativt lille mengde. Et vesentlig formål med oppfinnelsen er derfor å løse dette og lignende problemer samt også

å løse problemer som oppstår når massesuspensjonen har relativt høy konsentrasjon av fibrer. Da i øvrige behandlings-trinn i industrielle blekerier massens konsentrasjon normalt holdes omkring 10%, så er det ønskelig også å kunne utføre annen behandling enn med klor ved den samme konsentrasjon, slik at man kan anvende enhetlig utrustning i blekeriet. Spesielt har dette betydning for å kunne anvende samme vaske-apparatur mellom behandlingstrinnene.

Ovenfor nevnte problemer er eliminert med nærværende oppfinnelse, hvis karakteristiske trekk fremgår av etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives under hen-visning til vedlagte figurer, som skjematisk viser eksempler

på utførelsesformer av oppfinnelsen.

Fig. 1 viser et lengdesnitt av anordningen, som i alt vesentlig består av aksel og rotasjonslegeme, som er plass-ert i et kar som er formet som en rørbøy. Fig. 2 viser et snitt gjennom det roterende legemet med

gjennomstrømningsåpning for masse.

Fig. 3-7 viser forskjellige utførelsesformer av gjennomstrøm-ningsåpningen.

Anordningen i fig. 1 består av et skiveformet rotasjonslegeme 1, som er festet til en aksel 2 som løper gjennom en paknings-boks 3 til en lager- og drivanordning 4. Pakningsboksen 3 er anordnet i et bøyd kar eller hus 5 med tilslutningsflenser 6 til et innløpsrør og 7 til et utløpsrør. Sistnevnte rør er ikke vist. Legemet 1 utfyller i alt vesentlig karets 5 gjennom-strømningstverrsnitt med sin periferi som slutter bevegelig mot karets innvendige begrensningsvegg. Akselen 2 har et langs-gående indre hulrom 11 som står i åpen forbindelse med et hulrom 12 i rotasjonslegemet, som i sin tur munner i en eller flere dyseåpninger 22 i gjennomstrømningsåpningen 20. Hulrommet 12 har en utforming som er nærmere vist i fig. 2. Ved den andre enden til akselens hulrom er det anordnet en eller flere åpninger 13, som ved akselens rotasjon kommer i åpen forbindelse med et innløp 14 for behandlingsmidler.

I fig. 2 er det innført samme referansetall som i fig. 1 med en sektorformet gjennornstrømningsåpning 20 i aksial retning tvers gjennom rotasjonslegemet. I veggen 21 mellom legemets hulrom 12 og åpningen 20 finnes flere åpninger 22, som kan være runde hull eller spalter. I visse tilfeller kan det være fordelaktig å la hele veggen 21 være åpen, slik at hulrommet 12 slutter i en radialt gående spalte i hele åpningens 20 radiale utstrekning. Herved tjener en divergerende form av hulrommet, slik som vist i figuren, til ved stillestand å hindre masse fra å trenge lengre inn og eventuelt tilstoppe tilløpet av behandlingsmiddel. Den divergerende formen gjør at en eventuell propp lett kan løsgjøres når trykket settes på behandlingsmidlet. Med plassering av utløpene 22, slik som vist, skal legemet rotere omkring akselen medurs, slik som antydet med pilen 23.

Tilsvarende referansetall er også innført i øvrige figurer. Fig. 3-6 viser den øvre delen av rotasjonslegemet i fig. 2 med følgende utførelsesformer av gjennomstrømningsåpningen 20. Fig. 3 viser en rektangulær åpning 20 med radial utstrekning. Fig. 4 viser en rektangulær åpning 20 med radial utstrekning, og som dessuten strekker seg helt til legemets periferi og bryter denne.

Fig. 5 viser en sirkulær gjennomstrømningsåpning 20.

Fig. 6 viser to gjennomstrømningsåpninger 20 med hvert sitt antydede hulrom 12' og 12". Fig. 7 viser en del av akselen 2 med rotasjonslegemet 1 og gjennomstrømningsåpning 20 som i fig. 4, men med skråttstilte radiale sideflater 25, 26, slik at ved rotasjon i pilens 23 retning så vil disse påskynde massens transport mot høyre gjennom åpningen ved at det oppnås en liten propellervirk-ning. I de viste utførelsesformer i fig. 1 og fig. 7 tenker man seg massen strømme fra venstre til høyre, men den mot-satte retningen er også mulig. I eksemplet med rotor ifølge fig. 7 må rotasjonsretningen naturligvis være motsatt av pilen 23.

Det skal bemerkes at selv om flere gjennomstrømningsåpninger 20 bare er vist i fig. 6, så fremstår det som klart at åpningenes antall kan velges etter behov, og da med en utførelses-form ifølge hvilke som helst av de viste alternativer.

Den mest foretrukne utførelsesform består av en spalt som har større utstrekning i radial retning enn i periferisk retning. På denne måten blir avstanden mellom utløpsmunningene for til-satt medium og partikler så like som mulig for samtlige partikler, samtidig som det ved spesielt smale gjennomstrømningsåp-ninger oppstår turbulens i hele åpningen, hvilket begunstiger innblanding og gjennomstrømning.

Anordningen fungerer på følgende måte. Masse med en viss konsentrasjon, f.eks. ca. 8-12%, tilføres anordningen i en kon-tinuerlig strøm gjennom en ikke vist horisontal ledning som er tilsluttet innløpsflensen 6 i fig. 1. Drivanordningen 4 roterer akselen 2 og rotasjonslegemet 1 med et turtall som kan variere, f.eks. ca. 300-1500. Legemets 1 flate, som vender mot massestrømmen. er slett, slik at ingen nevneverdig kraft går med til å rotere massen. Massen tvinges ved hjelp av ledningstrykket til å strømme gjennom åpningen eller åpningene 20, samtidig som det ønskede behandlingsmediet tilføres gjennom innløpet 14, åpningene 13 og hulrommene 11 og 12 til dyseåpningen eller -åpningene 22 i åpningens 20 fremre vegg, sett. i rotas jonsretningen 23.. Rotas jonslegemet 1 slutter langs sin periferi tett til huset 5, f.eks. med en spalte på 0,5 mm, slik at den masse som passerer mellom huset og legemet er neglisjerbar. Massen som strømmer gjennom åpningen 20 fort-setter gjennom huset 5 og forlater dette gjennom en ikke vist ledning som er tilsluttet utløpsflensen 7. Ved passasje gjennom åpningen eller åpningene 20 oppstår en relativt kraftig hastighetsøkning med ledsagende trykkfall, som i kombinasjon med legemets rotasjon skaper turbulens i massen og derved de best mulige forutsetninger for en effektiv innblanding av behandlingsmediet som strømmer ut gjennom åpningene 22. Åpningens 20 størrelse bør velges slik at massens hastighet ligger innenfor fluidiseringsområdet for massen av den aktuelle type og konsentrasjon. Herved oppnås minst motstand og den minste mulighet for fortykkelse og proppdannelse fremfor åpningen. Åpningen 20 bør som regel ikke være større enn at den rommes innenfor en vinkel på ca. 45° av legemets tverrsnitt.

Ved foretatte forsøk har anordningen vist seg å ta liten kraft i forhold til andre kjente apparater. I alt vesentlig forårsa-kes kraftforbruket av trykkfallet mellom den ene og den andre siden av rotasjonslegemet, og trykkfallet har ligget mellom 1,0 og 1,5 kg/cm 2. Med en variabel drift med et turtall på 300-1500 har kraftforbruket vist seg å ligge under 40 HK, og da i hovedsak uberoende av hvor meget masse., som passerer anordningen. Som behandlingsmiddel kan tilsettes væske, gass, pulver eller blandinger herav. Kraftforbruket har vist seg å være meget lavt, hvilket kan tilskrives at massestrømmen settes i roterende bevegelse bare under en brøkdel av ett sekund. Den innblanding som finner sted skjer i hovedsak ved hjelp av kombinasjon av behandlingsmidlets likeformede ut-spredning på den hurtigstrømmende massen gjennom gjennomstrøm-ningsåpningen samt den turbulens som oppstår straks etter passasjen av denne.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de her som eksempel anførte utførelsesformer, men kan varieres innenfor rammen av de etter-følgende patentkrav.

Claims (5)

1. Anordning for innblanding av behandlingsmiddel i suspensjoner, f.eks. masse som er i bevegelse gjennom et kar (5), hvilken anordning i alt vesentlig består av et roterbart legeme (1), anordnet på en aksel (2) med hulrom (11) tilsluttet en kilde (14) for behandlingsmidler, hvilket hulrom (11) står i forbindelse med hulrom (12) i legemet (1), karakterisert ved at legemet (1) er skiveformet i et plan vinkelrett på akselen (2), at det i hovedsak utfyller karets gjennomstrømningstverrsnitt med sin periferi som slutter bevegelig mot karets innvendige begrensningsvegg, og at legemet (1) har minst en gjennomstrømningsåpning (20) for suspensjon som rommes innenfor en vinkel på ca. 45° av legemets tverrsnitt, samt at åpningens eller åpningenes (20) vegg har en eller flere dyseåpninger (22) som står i forbindelse med hulrommene (11, 12) i legemet (1) og i akselen (2).

2.. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at gjennomstrømningsåpningen (20) er spalteformet med større utstrekning i radial enn periferisk retning.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at gjennomstrømningsåpningens (20) radiale flater (25, 26) er skråstilt i forhold til rotasjonsakselen, og da slik at de under legemets rotasjon påskynder suspensjonens transport gjennom åpningen.

4. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at legemets hulrom (12) munner i minst en dyseåpning (22) i gjennomstrømningsåpningens (20), sett i rotasjonsretning, fremre sideflate.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at dyseåpningen (22) er spalteformet med radial utstrekning.