NO155501B - Apparat for behandling av suspensjoner i bevegelse. - Google Patents

Description

Nærværende oppfinnelse vedrører apparater for behandling av strømmende suspensjoner. Suspensjonen kan i prinsipp bestå av et hvilket som helst fast materiale suspendert i væske, fortrinnsvis fiberholdig cellulosemateriale i vann eller i en annen for behandling av materialet egnet væske. Oppfiinelsen vedrører spesielt apparater for kontinuerlig og regelmessig avtrekking av væske for å fortykke suspensjonen eller for mer eller mindre å bytte suspensjonsvæske under samtidig tilsetting av erstatningsvæske, slik at denne fortrenger suspensjonsvæsken.

Det største problem i forbindelse med avtrekking av væske fra spesielt fibersuspensjoner består i at silene har en tendens til å tette igjen, slik at avtrekningskapasiteten synker for til slutt å opphøre. Det er derfor nødvendig med noen form for rengjøring av silåpningene. Dette problem er beskrevet og også løst ifølge oppfinnelsen som er beskrevet i SE publiseringsnr. 3 94.821, hvor et bevegelig sillegeme er lagret på

et sentralt i anordningen stasjonært lagerlegeme, og hvor tilbakespylingen av væaske til suspensjonen gjennom silåpningene avstedkommes ved periodevis å minske det innvendige volumet til sillegemet ved bevegelse av sillegemet.

Det har vært et hovedformål med nærværende oppfinnelse å forbedre tidligere kjente apparatkonstruksjoner i den hensikt å avstedkomme en jevn fordeling og effektiv tilbakespyling av væske for rengjøring av silåpningene samt for å forbedre suspensjonenes bevegelse forbi silåpningene. Et annet formål med oppfinnelsen består i å avstedkomme et apparat som foruten å være egnet for avtrekking av væske og dermed fortykkelse av suspensjonen også er vel egnet for fortregningsbehandling av suspensjoner med en eller flere forskjellige væsker. Et ytterligere formål med oppfinnelsen består i åvstedkomme et apparat hvori det med enkle midler er mulig å utføre flertrinnsfor-trengingsbehandling med separat oppsamling av filtrat fra hvert trinn.

De nevnte formål er ifølge oppfinnelsen oppnådd med et apparat av den type som i alt vesentlig består av et hus med aksial gjennomstrømning av suspensjon, innløp og utløp for suspensjon og eventuelt innløp for erstatningsvæske, i.hvilket hus det er anordnet i det minste ett sillegeme med silflate mot suspensjonen, hvorved nevnte sillegeme er lagret på et lagerlegeme samt beveges fremover og bakover i suspensjonens strømnings-retning ved hjelp av en akselanordning, og som har et indre hulrom med utløp for avtrukket væske, hvilket hulrom har et volum som varierer med nevnte bevegelse, og apparatet er i alt vesentlig karakterisert ved at sillegemt er konisk eller kileformet avtagende i suspensjonens hovedsakelige bevegelsesretning, og at en skjermplate er anordnet i filtratvæske-hulrommet langs silflaten. Ytterligere karakteristiske trekk vil fremgå av etterfølgende patentkrav. Oppfinnelsen skal nedenfor nærmere beskrives under henvisning til figurene 1-8. Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom et apparat for avtrekking av væske, hvor tilbakespylingen for rengjøring av silhullene foretas i overensstemmelse med den fremgangsmåte som er beskrevet i det ovenfor nevnte SE publiseringsnr.394.821, som altså har en viss relasjon til nærværende oppfinnelse. Fig. 2 viser i prinsipp et større apparat med to drivanordninger.

Fig. 3 viser et apparat med åpent innvendig skjermplate-legeme

i motsetning til det lukkede legemet i fig. 1 og fig. 2.

Fig. 4 viser et lengdesnitt gjennom et apparat med et skjermplate-legeme inne i silplaten, som i alt vesentlig har en jevn konisitet. Fig. 5 viser et lengdesnitt gjennom et apparat for større kapa sitet og med hylseformet sillegeme. Fig. 6 viser et rektangulært kar sett ovenfra, hvori det er

anordnet flere rette silelementer.

Fig. 7 viser et perspektivsnitt etter linjen A-A i fig. 6.

Fig. 8 viser et delvis snittet rundt kar med ringformet konisk

sillegeme samt ringformet konisk skjermplate-legeme.

I fig. 1 betegner 1 et i hovedsak sylindrisk hylster eller hus, som ved begge ender er utstyrt med tettende lokk 301 og 302. Huset 1 er ved en ende utstyrt med et innløp 20 for suspensjon som skal behandles, og ved den andre enden er det utstyrt med et suspensjons-utløp 311. Konsentrisk inne i huset 1 er det anordnet et sillegme 304 med et innvendig sil-hulrom 330. Sillegemet er konisk avtagende i suspensjonstrømmens retning. Ved dets øvre ende er det lagret på et konsentrisk lagerlegeme 305 med et innvendig lagerlegeme-hulrom 3 31 gjennom en sirkulær tetning 306, og ved dets andre ende er det utstyrt med et tettende lokk 307. Lagerlegemet 305 er festet til lokket 301, og fra lagerlegemets innside er det utløp 308 for væsken. Det indre av sillegemet 304 er delvis fylt med en konisk eller som vist fortrinnsvis paraboloid-formet skjermplate eller skjermplate-legeme 309, som ér anordnet med sin smålesende 310 nærmest sus-pens jonsinnløpet 20 Og med sin tykke ende er forbundet med eller utgjørende endestykket 307 nærmest suspensjonsutløpet 311. Skjermplate-legemet 309 er ved sin trangere del 310 forbundet med en aksel 312, som gjennom en tetning 313 kan bevege seg gjennom lokket 301 ved hjelp av en drivanordning 314, som kan være en hydraulisk eller pneumatisk sylinder for fram- og tilbake-bevegelse av skjermplate-legemet 309 og sillegemet 304, og da sett i suspensjonenes hovedsakelige bevegelsesretning. Sillegemet 304 består til større delen av sin lengde av en mantel som er perforert med egnede hull og slisser. Skjermplate-legemet utstrekker seg i det minste over den perforerte delen av sillegemet. Sillegeme-hylsteret kan for visse anvendelsesom-råder bestå av en grovperforert undermantel, som mot angrep av suspensjonen er belagt med vevd duk av stål, nylon eller noe annet egnet materiale.

For ordens skyld anvendes i det følgende betegnelsene framende og bakende om anordningen når denne skal nærmere beskrives. Disse deler er da sett i suspensjonens strømningsretning, d.v.s. fra innløpet 20 til utløpet 311. Konsentrisk i fremenden av huset og innenfor utløpet 311 er det anordnet en skrapelig-nende anordning 315, som roterer ved hjelp av en drivanordning 316 og en aksel 317, som roterer i suspensjonen gjennom en tetning 318, og hvorved suspensjonen bringes mot utløpet 311.

I fig. 2 anvendes samme betegnelser som i fig. 1, men med den forskjell at istedenfor en drivanordning 314 er det her to anordninger, som hver har sin egen tetning 313 samt aksel 312 gjennom huset, og som begge er festet til sillegemet 304. Sus-pens jonsinnløpet 20 er anordnet i en opphøyd del 319 av huset,

i hvis sentrale del er anordnet en aksel 320, som gjennom en tetning 321 kan rotere ved hjelp av en drivanordning 322, og som inne i huset er utstyrt med en skrapeanordning 323 for fordeling av suspensjonen rundt anordningens periferi. Denne skrapeanordning 3 23 kan være av samme type som skraperen 315

i fig. 1, som er anordnet i nærheten av suspensjonsutløpet 311.

Fig. 3 viser den øvre delen av apparatet ifølge fig. 1 med overensstemmende nummerbetegne1ser. Figuren er medtatt for å vise an alternativ utførelsesform av skjermplate-legemet 309, som således er vist med åpen bakre del 324. Legemet 309 er i den bakre delen festet til akselen ved hjelp av ribber 325. Da legemet 309 er åpent er dette legeme fylt med væske, og det kan mer betraktes som en bakover avsmalnende fordelings-skjermplate for væske enn som et skjermplate-legeme. Under bevegelsen av sillegemet 304 og derved bevegelsen av skjermplaten 30 9 bakover og fremover vil også væsken som er innelukket inne i plate-legemet 309 bevege seg, og den totale massen som skal aksellereres og bevege seg sammen med sillegemet blir større. På den annen side kan konstruksjonen av skjermplaten 309 imidlertid foretas noe enklere, og da spesielt hvis det er spørs-mål om behandling av suspensjoner med høyere trykk.

Apparatet kan i hvilket som helst av de ovenfor beskrevne utfør-elsesformer utstyres med anordninger for tilsetning av væske, slik som vist i fig. 1, hvor innløpet 326 og 327 i huset 1 angir to steder for tilsetning av væske, som kan utgjøres av kjemisk behandlingsvæske eller vann. Væsken blir fordelt inne i huset rundt husets indre periferi ved hjelp av skjermplater 328 og 329 og strømmer ut og inn i suspensjonen ved silens underkant. I figuren er det bare vist to tilsetningssteder 326 og 327, men antallet kan naturligvis variere etter behov og beroende på lengden til sillegemet 304. Den tilsatte væsken kan f.eks. være en kjemisk behandlingsvæske, som således blir fordelt i suspensjonen langs husets 1 innervegg, og ved at væske kontinuerlig avtrekkes gjennom sillegemets perforeringer, og hvorved den tilsatte væsken vil erstatte, eller med andre ord fortrenge den væsken som forekommer i suspensjonen. Avstanden mellom tilsetningsinnløpene 326 og 327 kan reguleres slik at væsken som skal tilsettes innløpet 326, når suspensjonen når frem til innløpet 327, har fortrengt den opprinnelige væsken i suspensjonen. Væsken som deretter tilsettes i innløpet 327 kan, innen suspensjonen forlater anordningen gjennom utløpet 311, i sin tur fortrenge den væske som ble tilsatt i det før-ste innløpet 326 o.s.v.

I fig. 4 angir betegnelsen 1 en i alt vesentlig sylindrisk mantel eller et hus, som i sin nedre ende 2 er åpent og utstyrt med en flens 3 for tilslutning til en rørledning eller til noe annet apparat. Husets toppende er utstyrt med en flens 4 til hvilken det er fastgjort et lokk 5. Huset 1 er innvendig utstyrt med et sylindrisk lagerlegeme 6, på hvilket et sillegeme 7, som har konisk form, kan beveges opp og ned ved hjelp av et glatt sylindrisk lager 8. Sillegemets toppdel er utstyrt med en sylindrisk del under hvilken tetningen 8 er festet. Lagerlegemet 6 med sitt hulrom 16 er også sylindrisk, men over-går nedad i et konisk skjermplate-legeme 31 med omtrent den samme konisitet som sillegemet 30. Skjermplate-legemet ender ved bunnen i en tetning 32 gjennom hvilken en aksel 10 kan beveges opp og ned. Det koniske skjermplate-legemet 31 danner et hulrom 33, som ved toppen står i åpen forbindelse med et lagerlegeme -hulrom 16, som i sin tur står i åpen forbindelse med væskeutløpet 17 omtrent ved toppenden av skjermplate-legemet 31, d.v.s. i den bakre delen til skjermplate-legemet er det anordnet en rekke huller 34, slik at kommunisering erholdes mellom sillegeme-hulrommet 35, skjermplate-hulrommet 33 samt lagerlegeme-hulrommet 16.

Sillegmets bevegelse opp og ned foretas ved hjelp av en drivanordning 9, som ved hjelp av en aksel 10 er forbundet med den nedre del av sillegemet. Akselen 10 går gjennom lokket 5

i en tetning 11. Huset 1 er videre utstyrt med et innløp 20 for suspensjon som skal behandles samt væskeinnløp 21, 22 og 23 for behandlings-væske. Den sistnevnte væsken utspres i suspensjonen langs veggen til huset 1 ved hjelp av skjermplatene 24, 25 og 26.

I fig. 5 vises en anordning som i alt vesentlig er lik anordningen ifølge fig. 4, men som oppviser visse ulikheter som vil bli nærmere beskrevet. Således er huset 40 utført sylindrisk med avrundet endevegg ved toppen og ved bunnen, og med suspen-sjonsinnløp 20 samt suspensjonsutløp 41. Istedenfor som ovenfor bare å ha en drivanordning er anordningen her utstyrt med to slike anordninger, som hver har en aksel 10 som går gjennom husets endevegg ved hjelp av tetninger 11. Sentralt i apparatet er det anordnet en drivanordning 42 for rotasjon av akselen 43, som går gjennom husets endevegg ved hjelp av tetningen 44, og som med sin nedre ende er forsynt med en skrapeanordning 45, som har til oppgave å fordele den gjennom innløpet 20 innkomm-ende suspensjonen til rommet rundt sillegemet 46. Sillegmet 46 er i likhet med tidligere i sin øvre ende ved hjelp av en tetning 8 lagret på lagerlegemet 6. Nedad er sillegemet 4 6 konisk avsmalnende til en sylindrisk nedre del 4 7 med en innvendig tetning 48, som kan bevege seg på en nedre sylindrisk del 4 9

av skjermplate-legemet 50, som har samme konisitet som sillegemet over en tilsvarende lengde. Skjermplatens sylindriske nedre del 49 avsluttes med et tettende lokk 51.

Oventil er det koniske skjermplate-legemet 50 forbundet med

det sylindriske lagerlegemet 6 på samme måte som i fig. 2. Lagerlegemet 6 er i dette tilfelle utstyrt med et topplokk 52 til hvilket væskeutløpet 53 er koplet. Forøvrig er lagerlegemet festet til huset ved hjelp av ribber 54. Ribbene 54 kan hensiktsmessig bestå av plater som er fordelt rundt lokkets 52 periferi, og som strekker seg radialt utad for å gi minst mulig motstand mot suspensjonens bevegelse, men ribbene kan også bestå av hule elementer for bortledning av væskefraksjoner hvilket vil bli forklart nedenfor. Hulrommet til sillegemet angis ved hjelp av tallet 55, hvilket ved hjelp av hullene 34 står i forbindelse med skjermplate-legeme-hulrommet 3 3 samt lagerlegeme-hulrommet 16, som i sin tur står i forbindelse med utløpet 53. Nær suspensjonsutløpet 41 er det anordnet en

skrapeanordning 56, som roterer ved hjelp av akselen 57 samt drivanordningen 58 for å sikre jevn utmating av den behandlede suspensjonen gjennom utløpet 41. Akselen 57 er tettet ved hjelp av tetningen 59.

Omtrent halvveis ned på det koniske skjermplate-legemet 50 er det ved hjelp av prikker indikert en delevegg 60 samt små åpninger 61. Ved hjelp av en slik vegg 60 kan skjermplate-legeme-hulrommet 33 indeles i to deler for å muliggjøre separasjon av den væske som gjennom silåpningene drenerer inn i silrommets 55 øvre halvdel hhv. nedre halvdel. Den væske som således drenerer inn gjennom de øvre åpningene 34 ledes ut gjennom ut-løpet 53, mens den væske som drenerer inn gjennom de nedre hullene 61 fra rommet under deleveggen 60 gjennom en ikke vist rør-ledning kan ledes opp gjennom skjermplate-legemets øvre hulrom, gjennom lagerlegemets hulrom 16 og ut gjennom en innhul ribbe 54 til hvilken det kan være tilsluttet et ekstra utløp. I et slikt tilfelle med en delevegg 60 kan væske fra suspensjonen over deleveggen erstattes med væske gjennom det øvre innløpet 21, hvilken væske i og for seg kan være en kjemisk behandlins-væske, f.eks. for bleking av suspensjonen, og væske fra suspensjonen under deleveggen kan erstattes av væske gjennom innløpet 22 for å få en annen behandlingsvæske. Om det f .eks. dreier seg om å vaske den aktuelle suspensjonen, så er det meget enkelt å gjennomføre det såkalte motstrømsvaske-prinsippet ved å tilbakeføre den væske som trekkes av under deleveggen 60 til innløpet 21, mens den væske som avskilles over deleveggen 60 trekkes av gjennom utløpet 53 og bortføres fra apparatet. På samme måte kan skjermplate-legeme-hulrommet 33 inndeles i flere trinn enn de nettopp beskrevne to trinn ved hjelp av flere delevegger 60, f.eks. kan rommet deles i fire deler ved hjelp av tre delevegger. Under hver delevegg må det da finnes en serie hull 61 samt rørledning opp gjennom de ovenforliggende rommene ut gjennom hver sin ribbe 54 til hvert sitt utløp. Dessuten i tillegg til innløpene 21 og 22 bør det ytterligere være to innløp til, slik at det totalt er tilgjengelig fire innløp for erstatningsvæske. For å avstedkomme motstrømsprin-sippet kan væske fra det nedre rommet da tilbakeføres til, reg-net ovenfra, det tredje innløpet for erstatningsvæske; væske fra det nest nederste innvendige rommet kan tilbakeføres gjennom innløpet 22; væske fra det nest øverste rommet kan tilbake-føres gjennom innløpet 21 og væske i det øverste rommet kan bortledes fra apparatet gjennom utløpet 53. Hvis det f.eks. er spørsmål om vasking kan endelig i den nederste og siste inn-løps-stussen rent vann tilsettes suspensjonen.

I fig. 5 vises sillegemet lagret på et sentralt lagerlegeme. Som en alternativ utførelsesform er det mulig å tenke seg samme sillegeme lagret på et konisk hus eller mantel 40 med en kort sylindrisk lagerflate ved toppen og nede med forskjellige diametre. Apparatet kan da arrangeres slik at suspensjonen strømmer sentralt gjennom sillegemet, og væske avtrekkes radialt utad istedenfor innad. Huset eller beholderen med omtrent den samme konisitet som sillegemet vil da fungere som et konisk skjermplate-legeme bak silplaten i væskerommet. Hvis ønsket kan erstatningsvæske deretter tilsettes sentralt i apparatet ved hjelp av en egnet dyseanordning, slik at væske spres ut i alle retninger mot det omgivende sillegemet.

I fig. 6 vises et rektangulært kar 100 sett ovenfra med tre forskjellige lagerlegemer 101, som hvert har sitt sillegeme 104. Karet har videre tre utløp 107 for avtrukket væske, ett for hvert lagerlegeme. Videre har karet fire innløp 110 for erstatningsvæske såvel som tre drivanordninger 114, en for hvert sillegeme. Ellers henvises til fig. 7.

I fig. 7 er det vist et snitt etter linjen A-A ifølge fig. 6, hvorav det kan ses hvordan de bevegelige hhv. de stasjonære delene er anordnet. Nummerbetegnelsene tilsvarer tallene i fig. 6. For enkelthets skyld henvises det bare til venstre sillegemet, da de to øvrige er identiske med dette. Det er åpenbart hvordan sillegemet 104 ved hjelp av tetningene 117 og 118 kan bevege seg opp og ned på lagerlegemet 101, som har et hulrom 16. Lagerlegemet er oppbygd som sillegemet ifølge fig. 4 beskrevet ovenfor med kileformig avtagende tverrsnitt i suspensjonens bevegelsesretning. Ifølge figuren beveger suspensjonen seg ovenfra og nedad. Drivanordningen 114 med sin aksel 10 har i den viste utførelsesform sine fastgjøringspunkter til sillegemet anordnet ved hjelp av ribber 126. Ribbene strekker seg fra akselen 10 til sillegemet 104 gjennom åpningene 127

i skjermplate-legemet 128, som, slik som beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 4, har hulrom 3 3 samt samme vinkel som sillegemets kileformige perforerte nedre del. Åpningene 127

er gjort så store at de samtidig tjener som gjennomstrømnings-åpninger for avtrukket væske, slik at væske kan strømme inn i skjermens og lagerlegemets hulrom samt videre til karets 10 0 ytre kant og utløp 107. I tilfelle det er ønskelig ikke bare å fortykke suspensjonen tilsettes erstatningsvæske i prinsipp slik som vist ved karets vegg ved hjelp av rørene 131 og 132 samt tilsvarende anordninger i rommet mellom sillegemene. Sistnevnte rør er forbundet med vertikale plater 135 og 136. Disse plater tjener som delevegger, slik at væske , som tilsettes gjennom rørene gjennom innløpene 110 ved hjelp av åpninger i røret på hver side av skilleveggene 135 og 136 fordeles mer jevnt til det høyre hhv. til det venstre sillegemet. I figuren er det vist bare to sett med rør 131 og 132 i suspensjonenes bevegelsesretning, men hvis det er ønskelig kan flere sett settes etter hverandre for å tilføre suspensjonen med den samme eller flere forskjellige erstatningsvæsker. Videre kan det bemerkes at tilsetningsanordningene er vist som tverrgående rør i sus-pens jons strømmen, men i praksis skal disse anordnes slik at de gir minst mulig motstand mot strømningen og minst mulig fast-setting av suspensjonspartikler. Dette gjelder i prinsipp også tilsetningsanordningene av andre typer, f.eks. slike som er vist i fig. 1 og 3, se betegnelsene 32 8 og 329.

I fig. 8 er det vist en sirkulær beholder 200 med innløp 201 hhv. utløp 202, begge for suspensjon, utløp 203 for avtrukket væske og innløp 204 og 205 for erstatningsvæske. Anordningen kan sammenlignes med anordningen i fig. 5 med to eller flere rundt periferien fordelte drivanordninger 206 for sillegemets opp-

og nedgående bevegelse, såvel som drivanordninger 208 og 209 for rotasjonsbevegelse av fordelingsskrapene 210 og 211 ved suspensjonsinnløpet hhv. suspensjonsutløpet. Sillegemet 215 er i dette tilfelle bygget som en dobbeltvegget ring med tverrsnitt omtrent som vist og forklart i fig. 4. Også det sylindriske lagerlegemet 216 og det koniske skjermplate-legemet 217 er

ringformet og strekker seg på innsiden av sillegemet, hvorved det variable hulrommet 214 dannes. Erstatningsvæske kan, hvis ønsket, tilsettes gjennom innløpene 204 og 205, som fordeler væsken i suspensjonen ved hjelp av skjermplatene 218 og 219.

Disse skjermplatene fordeler væske til suspensjonen som strøm-mer i beholderens periferi, men væske fordeles til den suspensjon som strømmer i det sentrale rommet 220 sentralt gjennom en anordning 221, som består av en roterende del drevet av samme drivanordning 209 som den nedre skrapeanordningen 211, og da på den måten at akselen er gjort innhul og væske innføres gjennom et innløp 222. Væske strømmer opp gjennom den innhule akselen og fordeles utover gjennom åpningene 223 til hattens 224 indre hulrom, for til slutt å strømme ut ved skjermplatens nedre kant. På denne måte kan erstatningsvæske fordeles til suspensjonens såvel perifere strømning som sentrale strømning. I fig. 8 er det bare vist ett ringformet sillegeme, men det er åpenbart at flere sillegemer med forskjellige diametre kan fordeles over beholdertverrsnittet hvis det er spørsmål om større anlegg. Fordelingen av sillegemene bør skje slik at avstanden mellom eventuell væsketilsetningsanordning og det nærmeste sillegemet vil være 0,1 - 0,5 meter for å oppnå beste forhold for fortrengning. Omtrent samme forhold gjelder vanligvis med hensyn til suspensjonssjiktets tykkelse hvis væske ikke tilsettes og det er spørsmål om en ren fortykning.

Anordningene slik de er beskrevet ovenfor virker på følgende måte. Som det kan forståes av den ovenfor detaljerte beskrivel-sen av hver figur er samtlige apparatutførelser basert på det vesentlige prinsipp at sug hhv. trykk oppstår i hulrommet til sillegemene når sillegemet beveger seg frem og tilbake i suspensjonens hovedsakelige bevegelsesretning. Under volumøkningen oppstår et undertrykk i hulrommet, hvorved væske suges fra suspensjonen gjennom silåpningene. En del av denne væske føres fra silrommets hulrom gjennom lagerlegemets hulrom ut gjennom egnede utløp bort fra anordningen.

Under den koniske silens motstrøms-returbevegelse, som bør være hurtigere enn den fremadrettede bevegelse, oppstår det et jevnt fordelt væskesjikt mellom suspensjonen og silen, som sammen med massens treghet tillater silen å returnere opp til utgangsstill-ingen uten å påvirke suspensjonens bevegelse i strømningsret-ningen.

Under silens bevegelse medstrøms i forhold til suspensjonen oppstår maksimal friksjon mellom suspensjonen og silen på grunn av massens trykk mot silen, mens minimal frikson oppstår mellom suspensjonen og huset på grunn av at erstatningsvæsken avstedkommer en væskefilm. På denne måte fremmates suspensjonen jevnt over hele tverrsnittet uten at suspensjonspartiklenes innbyrdes stilling endres nevneverdig. Suspensjonens jevne fremmating i bevegelsesretningen underlettes videre ved at rommet mellom huset og silen øker suspensjonens bevegelsesretning. Disse fak-torer bidrar til oppnåelse av best mulige fortrengningsforhold.

Spesielt de sirkulære utførelsesformene av apparatet er egnet til å behandle suspensjonen under et visst overatmosfærisk trykk, hvorved det er spesielt viktig at man ved hjelp av egnede regu-lerbare kontrollanordninger i forbindelse med væskeutløpene regulerer væskestrømmen på en slik måte at det erholdes et egnet trykkfall over suspensjonen samt sillegeme-åpningene. Dessuten reguleres trykkforholdene i forhold til avvanningskapasite-

ten ved hjelp av m.h.t. antall og størrelse egnede skjermplate-legeme-åpninger, se fig. 4 og 5, 34 i fig. 7 samt 12 7. Trykkfallet får ikke tillates å bli for høyt da suspensjonens partikler i så tilfelle hurtig tetter igjen silåpningene. Ube-roende av under hvilket trykk apparatet fungerer, kommer trykket i sillegemenes hulrom til å øke når sillegemet (eller sillegemene) beveger seg motsatt suspensjonens bevegelsesretning på grunn av at sillegemets hulrom minsker i volum, hvorved væske presses tilbake gjennom silåpningene og derved løsgjør eventuelle i silhullene fastholdte partikler og samtidig fremmer suspensjonens fortsatte bevegelse forbi silåpningene. Det kan tillegges at avtrekking av væske skjer i et hydraulisk fylt system. Ved bevegelsen av sillegemet kan derfor væske bare beveges fra suspensjonen til væskerommet og deretter ut av apparatet. Strømningen ut av apparatet er kontinuerlig. En mindre del av den avskilte væsken tilbakespyles imidlertid inter-mittent gjennom silåpningene. Hvis utløpet ut av apparatet var

stengt, skulle væske bare strømme gjennom silåpningene og tilbake samme vei. Ved at utløpet er åpent skjer en kontinuerlig avtapping av væske fra apparatet.

Ved tidligere kjente apparatkonstruksjoner har det vist seg å oppstå problemer med å avstedkomme en jevn fordelt tilbakespyling av væske i apparatets lengderetning. Det har nemlig vist seg at det ved sillegemets bevegelse og aksellerasjon i retning motsatt suspensjonens hovedsakelige bevegelsesretning, så har væske en tendens til å samles opp i den bakre delen av sillegemet og derved rense denne bakre dels silåpninger i høyere grad enn i sillegemets fremre deler. Dette problem løses ved utformingen ifølge de viste utførelsesformer av apparatet med konisk utforming av sillegemet og ved tilsetting av et konisk skjermplate-legeme bak silplaten. Utførelsesformene ifølge fig. 1, 2 og 3 løser problemet ved at det forekommer et konisk eller para-bolsk formet skjermplate-legeme med konisitet motsatt den for sillegemet, og videre at det forekommer et skjermplate-legeme som beveger seg sammen med sillegemet. Utførelsesformene ifølge de gjenværende figurene 4-8 løser alle problemer ved at det forefinnes et stasjonært skjermplate-legeme med i alt vesentlig samme konisitet som sillegemet.

Under bevegelsen gjennom apparatet erholder suspensjonen på grunn av det koniske sillegeme et stadig økende tverrsnitt å bevege seg gjennom, hvilket naturligvis bidrar til å under-lette bevegelsen gjennom apparatet. Når sillegemet beveger seg i suspensjonens bevegelsesretning, vil den koniske silplaten skyve på suspensjonen i bevegelsesretningen. Bevegelsesstrek-ningen til sillegemet kan i de fleste tilfeller ligge mellom 0 og 100 cm. Når sillegemet senere beveger seg relativt hurtig tilbake til startstillingen, etterlater sillegemet et konisk formet væskefylt hulrom, hvis man tenker seg suspensjonen som en fast substans.. Dette vil med andre ord bety at i et visst tverrsnitt får suspensjonen, når silegemet beveger seg hurtig tilbake, plutselig et større tverrsnitt å bevege seg gjennom, hvilket forbedrer suspensjonens mulighet til å bevege seg fremover. Imidlertid er apparatet slik konstruert at det ved sillegemets hurtige tilbakegående bevegelse samtidig skjer en volumminskning av sillegemets hulrom,.slik at sillegemets hulrom, som er fylt med væske, påføres et overtrykk som gjør at væske strømmer ut gjennom silåpningene, hvorved disse efffektivt ren-ses for eventuelle fibrer og andre partikler. Denne tilbake-strømning av væske effektiviseres også av det faktum at sillegemet på suspensjonssiden ved den hurtige tilbakegående bevegelsen etterlater nevnte hulrom, som deretter fylles med væske som kommer fra sillegemets hulrom. Det er således klart at den koniske formen til sillegemet delvis forbedrer suspensjonens bevegelse forbi sillegemets utside, samtidig som den gjør det mulig på en effektiv måte å rense silåpningene med væske som kommer innenfra.

Den nettopp foretatte funksjonsbeskrivelse henfører seg i vesentlige trekk til en apparatutførelse ifølge figurene 1-3, d.v.s. når apparatet ikke har noe innvendig konisk skjermplate-legeme med konisitet "parallell med" sil-konisiteten. Apparatene ifølge figurene 4-8 har imidlertid et slikt skjermplate-legeme i væskerommet på innsiden av silflaten, f.eks. i fig. 4 vises sillegemet 30 i sin nedre posisjon, hvorved det innvendige skjermplate-legemet 31 har maksimal avstand til silflaten. Rommet mellom sillegemeoverflaten og skjermplate-legemet er under drift fylt med væske, som ved sillegemets hurtige bevegelse oppover må ta veien noe sted da dens tilgjengelige volum minsker ved bevegelsen. Noe av væsken vil da finne veien gjennom lagerlegemets hull 34, hvilke med hensyn til antall og størrelse bør avpasses slik at de gir en motstand mot gjennomstrømningen, slik at en del væske ved sillegemets oppadgående bevegelse presses ut gjennom silåpningene i sillegemet 30. Ved at skjermplate-legemet 31 og sillegemet 30 har omtrent samme konisitet ifølge prinsippet "konus-på-konus", kan sillegemet bevege seg oppover så langt at den perforerte overflaten praktisk talt be-rører skjermplate-legemet 31. Ved at sillegemets flate nærmer seg skjermplate-legemet parallelt oppnås en i apparatets lengderetning jevn minskning av volumet, slik at den i hulrommet innesperrede væsken presses ut mot silåpningene samt gjennom disse. På denne måten oppnås en jevn tilbakespyling av sillegemet i hele dets lengde. Væske som passerer lagerlegeme-hullene 34 passerer deretter ut gjennom utløpet 17 og forlater

apparatet.

Åpningene 34 og 127 i skjermplate-legemet bør plasseres i skjermens bakre del, slik som vist på figurene, da suspensjonen som strømmer gjennom apparatet først utsettes for væskeavtrekking i sillegemets bakre del omtrent utenfor nevnte åpninger, Hvis det f.eks. er spørsmål om a anvende apparatet for motstrøms-vasking, vil væsken som avtrekkes lengre frem på sillegemet bli renere enn den nevnte første væsken, og det er derfor ønskelig å oppnå en tilbakegående strømningsbevegélse for væsken i rommet mellon silen og skjermplate-legemet, slik at i første rekke den mest skitne væsken avtappes gjennom åpningene 34 og 127. På denne måte vil suspensjonen etter behandlingen til stør-ste delen inneholde den mest rene erstatningsvæsken. Hvis ønsket kan nevnte tilbakegående væskestrømning underlettes ytterligere ved å gjøre skjermplate-legemets konus eller kilevinkel noe mindre enn silens vinkel, hvorved det frie rommet mellom skjermplate-legemet og silen øker i retning bakover.

Som nevnt ovenfor må trykket på suspensjonen balanseres mot et mottrykk i væskeutløpet ved hjelp av egnede reguleringsanord-ninger, slik at trykkfallene i apparatet ikke vil bli for stort da dette vil ødelegge avvanningen. Hvis det er ønskelig å erstatte den bortførte væsken med en annen suspensjonsvæske, tilsettes denne som allerede nevnt gjennom innløpene såsom 21, 22 og 23 i fig. 4. I det tilfelle det er aktuelt å anvende tre forskjellige væsker ved fortrengningsbehandlingen blir den originale suspensjonsvæsken først erstattet av væsken gjennom innløpet 21, hvoretter væsken fra innløpet 21 erstattes av væsken gjennom innløpet 22, og hvoretter væsken som tilsettes gjennom innløpet 22 erstattes av væsken gjennom innløpet 23, som etter å ha strømmet gjennom apparatet utgjør den endelige suspensjonsvæsken.

Funksjonsbeskrivelsen av apparatet ifølge fig. 4 stemmer også for apparatene ifølge figurene 6, 7, og 8, da oppbygningen prinsippielt er den samme med hensyn til konisitet og skjerm-platé-legemet bak silflaten. Apparatene skiller seg bare ved den ytre utformingen, da apparatet ifølge figurene 6 og 7 ikke har noe sirkulært sillegeme men isteden har et sillegeme som er langstrakt og rett men med samme tverrsnitt som apparatet ifølge fig. 4. Funksjonen med tilbakespyling og jevnhet er den samme. Fra tilvirkningssynspunkt kan rette sillegemer være enklere å tilvirke, men hvis apparatet er tenkt å virke ved overatmosfærisk trykk foreligger naturligvis visse praktiske be-grensninger, og et sirkulært apparat blir da enklere å tilvirke og følgelig foretrukket.

Også apparatet ifølge fig. 8 fungerer på samme måte som apparatet ifølge fig. 4, da sillegemet og skjermplate-legemet i prinsipp har samme utforming med hensyn til tverrsnittet, men apparatet ifølge fig. 8 har et ringformet sillegeme med på begge sider avsmalnende flater og tilsvarende ringformet skjermplate-legeme samt lagerlegeme.

Også apparatet ifølge fig. 5 arbeider ifølge samme prinsipp som beskrvet ovenfor når det gjelder apparatet ifølge fig. 4, men med den hovedsakelige forskjell at sillegemet i tillegg er utstyrt med en nedre lagring eller tetning 48. Konstruksjonen skiller seg fra de ovenfor beskrevne konstruksjoner ved at sillegeme-hulrommets volum-minsknihg hhv. -økning ved sillegemets bevegelse skjer som et resultat av differensen mellom det øvre lagerlegemets tverrsnittsareal og det nedre lagerlegemets tverrsnittsareal. Dette forstås enklest ved at man som et eksperi-ment tenker seg at begge tetningene hadde samme tverrsnitt, i hvilket tilfelle sillegemets volum mellom silflaten og skern?.-plate-legemet skulle forbli konstant, hvorved ingen effektiv tilbakespyling av væske gjennom silåpningene skulle kunne skje. På den annen side kan for de ovenfor beskrevne konstruksjoner, se figurene 1 - 4 og 6 - 8, tverrsnittsarealet, til det nedre lagerlegemet betraktes å være lik null, hvorved apparatets tilbakespyling kan sies å finne sted ved hjelp av et stempel som har en flate så stor som den øvre og eneste tetningen, f.eks. 8 i fig. 4.

Apparatet ifølge fig. 5 kan derfor med sine to tetninger 8 og 48 prinsippielt tilvirkes i enhver størrelse, da man i hvert enkelt tilfelle har muligheten til å balansere den ønskede tilbakespylingseffekten med differensen med hensyn til tverrsnittsareal til de to lagerlegemene. En annen vesentlig fordel med konstruksjonen ifølge fig. 5 er at sillegemet kan utføres meget enkelt som en konisk hylse med en tetning i hver ende, hvilket innebærer at med unntakelse for en kort sylindrisk over-del og en kort sylindrisk underdel, så kan hele den koniske delen forsynes med silåpninger. Sillegemet blir således relativt lett. og den kraft som skal til for å drive og aksellerere sillegemet blir minst mulig.

Ytterligere en fordel med konstruksjonen ifølge fig. 3 er at sillegemets bevegelse avstedkommer meget liten omrøring i suspensjonen, og da spesielt hvis tetningene 8 og 48 gjøres med så liten diameter som mulig i forhold til det innenfor ligg-ende lagerlegemets diameter.

Sillegemets perforering strekker seg i samtlige konstruksjoner over praktisk talt hele den koniske delen, og kan bestå av runde hull eller slisser anordnet i hensiktsmessig nærhet av hverandre for å oppnå ønsket åpent hullareal beroende på anvendel-sesområdet. Det kan også være hensiktsmessig for visse anven-delsesområder å anvende en vevd duk av stål, nylon eller noe annet materiale som silflate på det bevegelige sillegemet. Den vevde duken kan således være lagret på en grovperforert undermantel.

Vedrørende sillegemenes frem- og tilbake-gående bevegelse skal muligheten nevnes for ved flere sillegemener å tillempe et bevegelsesmønster som ikke er synkront. F.eks. er det mulig å anordne flere siler av den type som er vist i fig. 4 fordelt over en beholders tverrsnitt samt å la hver enkelt bevege seg uavhengig av dé andre.

Det følgende er et eksempel på resultater som er oppnådd ved forsøk som er utført med et apparat ifølge nærværende oppfinnelse .

Eksempel

En anordning med omtrentlig sillegemediameter på 700 mm og en perforert lengde på 2.750 mm, med en aktiv silflate på 6 m<2 >ble prøvet for vasking av sulfatmasse som var tatt direkte fra utløpet på en Kamyr-kontinuerlig-massekoker.

Innløps- og utløpstrykk ca. 5 ATM.

Innløps- og utløps-massekonsentrasjon ca. 9,5%. Innløpsmassetemperatur 60-70°C.

Vaskevanntemperatur 50-60°C.

Konusvinkel 2°.

Masselagets tykkelse ca. 140 mm.

Sammenlignet med kjente apparater ble det oppnådd flere ganger så høy spesifik silbelastning under opprettholdelse av meget sikker funksjon og med andre vaskesystemer sammenlignbare vaske-resultater.

I ovenstående beskrivelse er det fremholdt betydningen av at sillegemer og skjermplate-legemer gjøres koniske eller kileformede. Med dette forstås da at de koniske hhv. kileformede flatene eventuelt kan utføres mer eller mindre trappetrinns-formede, slik at f.eks. en konisk flate består av lave sylind-rer med mindre og mindre diametrer. Sylindrene er festet til hverandre på vanlig måte. og forsynt med silåpninger. Sylindrene kan også anordnes slik at det oppstår silspalter i skjøtene mellom hver større og mindre sylinder, hvorved silspaltene kommer til å ligge i "skyggen" av suspensjonens bevegelse frem over sylinder-trappetrinnene.

I alle eksemplifiserte figurer er apparatet vist med vertikal senterlinje samt nedadrettet suspensjonsstrømning selv om også motsatt, horisontal eller hellende strømningsretning er mulig. Imidlertid er den viste nedadrettede strømning å foretrekke. Dette for det første fordi vertikal strømning gir de beste betingelser for jevn suspensjonsstrømning i alle deler av det aktuelle tverrsnittet. For det andre på grunn av den aktuelle' bevegelse til sillegemet, og som kan forklares på følgende måte: Når sillegemet beveger seg sakte nedover med omtrent suspensjonenes hastighet virker både friksjonskraften på grunn av kontakten med suspensjonen og vekten til de bevegelige delene i gravitasjonsretningen, d.v.s. meget liten kraft er nødvendig.

I den motsatte retningen oppad kreves en relativt høy kraft

for å initiere bevegelsen, men etter en kort avstand minsker

tilbakespylingen gjennom silhullene friksjonen mellom sil og suspensjon, slik at de bevegelige delene beveger seg ganske lett. Således har det for å stoppe de bevegelige delene blitt funnet under forsøkene at gravitasjonen kan utnyttes på en fordelaktig måte for å oppnå en rolig retardasjon samt stopp uten noen sjokk av betydning.

Anordninger ifølge oppfinnelsen kan anvendes innenfor en rekke industrielle felter. F.eks. kan de anvendes i masseindustrien for gjenvinning av fiber fra væsker, for fortykkelse av sil-hhv. hydrosyklonaksept, fortykkelse av suspensjoner før andre behandlingsapparater f.eks. diffusørtype, fortykkelse og funksjon som konsentrasjons-regulator og for å bytte ut væske som inneholder partikler og reaksjonsprodukter i løst form eller gassform ved hjelp av tilsatt erstatningsvæske samtidig som væske avtrekkes. Hvis større kapasitet ønskes kan flere apparater koples parallelt eller i serie etter behov.

Claims (13)

1. Apparat for kontinuerlig avtrekking av væske fra strømmende suspensjoner, spesielt cellulosemasse, med eventuelt samtidig tilsetning av fortrengingsvæske, hvilket apparat i alt hovedsakelig består av et hus (1, 40, 100,

200) med aksial gjennomstrømning av suspensjon, innløp (20, 201) og utløp (311, 2, 41, 202) for suspensjon og eventuelt innløp (326, 327, 21, 22, 23, 131, 132, 204, 205,

222) for erstatningsvæske, i hvilket nevnte hus det er anordnet i det minste ett sillegeme (304, 7, 30, 46, 104,

215) med silflate mot suspensjonen, hvorved nevnte sillegeme er lagret på et lagerlegeme samt beveges fremover og bakover i suspensjonens strømningsretning ved hjelp av en akselanordning (312, 10), og som har et indre hulrom (330,

15, 35, 55, 214) med utløp (308, 17, 53, 107, 203) for avtrukket væske, hvilket hulrom har et volum som varierer med nevnte bevegelse, karakterisert ved at sillegemet er konisk eller kileformet avtagende i suspensjonens hovedsakelige bevegelsesretning, og at en skjermplate (309, 31, 50, 128, 217) er anordnet i filtrat-væske-hulrommet langs silflaten.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at skjermplaten (309) er utformet som en omdreinings-paraboloid bestående av et skjermplate-legeme med innvendig hulrom, hvorved den tykkeste delen av det nevnte legeme er festet til sillegemets framende (307) sett i suspensjons-strømningens retning, og at skjermplate-legemets innvendige hulrom har en åpning (324) i sin bakre del for kommunika-sjon med den omgivende filtratvæsken.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at skjermplaten (31, 50, 128, 217) er konisk eller kileformet avtagende i samme retning som sillegemet, og at det er stasjonært med hensyn til huset.

4. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at skjermplaten i alt vesentlig har samme eller noe mindre konisitet eller kilevinkel enn sillegemet.

5. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at skjermplaten danner et skjermplate-legeme med innvendig hulrom (33) med åpninger (34, 61, 127) som kommuniserer med den omgivende filtratvæsken.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at åpningene (34, 127) er anordnet ved den bakre enden til skjermplate-legemet.

7. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at huset (100) har rektangulært tverrsnitt, og at det i huset er anordnet i det minste ett rett sillegeme (104) som utstrekker seg i rett vinkel i forhold til suspensjonens strøm-ningsretning, og at hvert sillegeme har et tilsvarende indre skjermplate-legeme (128).

8. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at huset (200) har sirkulært tverrsnitt, og at det i huset er anordnet i det minste ett konsentrisk, ringformet sillegeme (215), hvorved hvert sillegeme har et tilsvarende innvendig ringformet skjermplate-legeme (217).

9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved at to eller flere ringformede sillegemer (215) er konsentrisk anordnet med praktisk talt den samme radiale avstand fra hverandre innenfor husets vegger.

10. Apparat ifølge ett av kravene 1-9, karakterisert ved at anordninger (328, 329, 24, 25, 26, 131, 132, 218, 219, 224, 325) for tilsetning av væske er anordnet med avstand fra hvert sillegeme, slik at det under væskeav-trekkingen oppnås en tverrgående strømning av væske i hovedsakelig all suspensjon som strømmer gjennom huset.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at to eller flere satser med anordninger for væske anordnes etter hverandre i suspensjonsstrømmens retning.

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at i det minste en delevegg (60) oppdeler skjermplate-legemets hulrom i separate oppsamlingskammere for væske, hvorved hvert kammer har hull (61, 34) som kommuniserer med den omgivende filtratvæsken samt har separate rørledninger som fører ut av apparatet.

13. Apparat ifølge ett av kravene 1-12, karakterisert ved at sillegemets bevegelse finner sted i vertikal retning med sakte nedadrettet og hurtig oppadrettet bevegelse.