NO173458B - Fremgangsmaate og innretning for behandling av en fibersuspensjon samt anvendelse av innretningen - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og innretning for behandling av en fibersuspensjon, samt anvendelse av innretningen, ifølge kravinnledningene.

En slik fremgangsmåte er især egnet til å sile tremasse i treforedlingsindustrien.

Hittil har det vært i bruk to forskjellige typer rotoranordninger som begge er i bruk og meningen er som kjent å holde silflaten ren, med andre ord å hindre dannelse av en fibermatte på silflaten. Et eksempel på en type er en rotor vist i US 4 193 865 hvor en rotor er anbragt på innsiden av en sylindrisk, stasjonær sylindersil. Rotoren omfatter skovler som er plassert nær overflaten av sylindersilen som i utførelsen ifølge denne patent, danner en vinkel i forhold til sylinderens aksel. Når skovlene beveges, utsettes siloverflaten for trykkpulser som åpner perforeringene i overflaten. Det finnes også utførelser hvor skovlene er plassert på begge sider av sylindersilen. Tremassen kan også mates enten til innsiden eller til utsiden av sylinderen og uttømningen kan foretas enten fra utsiden eller innsiden av sylinderen..

Et eksempel på den andre type rotor, er US 3 437 204, hvor rotoren er et i det vesentlige sylindrisk lukket legeme, på hvis overflate det er fremspring som har en tilnærmet hemi^færisk form. I dette utstyr blir tremasse matet mellom rotorsylinderen og sylindersilens utside hvorved rotorens utspring eller fremspring virker både til å presse tremassen mot sylindersilen og til å trekke av fiberdotter med den bakre kant fra sylindersilens perforeringer. På grunn av at denne konstruksjonstype får tremassen til å tykne, er det innført tre vannfortynningsforbin-delser ved forskjellige høyder i sylindersilen slik at siling av fibersuspensjonen kan utføres tilfredsstillende. En tilsvarende type "humperotor" er også vist i US 3 363 759 hvor rotoren er noe konisk av grunner som nevnt nedenfor.

Også andre utførelser av den ovennevnte sylindriske rotor er kjent og hvor det er ment å bruke mange forskjellige typer fremspring i sylindersilens side slik som nevnt i forskjellige publikasjoner.

DE 3 006 482 viser en knastseparator hvor det er anbragt plogliknende fremspring i overflaten av en sylindrisk rotortrommel, laget av metall og hvor tremassen mellom rotoren og sylindersilen blir utsatt for sterke blandekrefter slik at fibrene passerer gjennom sylindersilen på en effektiv måte og senere separeres derfra.

US 4 188 286 og 4 202 761 viser et silutstyr hvor det er plassert en dreibar sylindrisk rotor på innsiden av sylindersilen. Fremspring er anordnet på rotoren på sylindersilens side idet disse fremspring har et V-formet, aksialt tverrsnitt slik at det er en overflate nærmest sylindersilen og som er parallell med rotorens kant og en endeflate som er vesentlig loddrett på rotorens overflate. Disse fremspring er anordnet på rotorsylinderens overflate aksialt i en viss vinkel slik at alle fremspring på rotoren er i samme stilling i forhold til rotorens aksel.

Ifølge de tidligere publikasjoner kan tremasse mates til dette utstyr til hver side av sylindersilen. Hvis tremasse mates til sylindersilens utside og blir uttømt fra sylindersilens indre, dvs. fra rotorsiden, vil rotorens dreieretning være slik at mottaket blir utsatt fremspringenes vinkelstilling og til en kraftkomponent som er rettet nedover og at den nevnte avskrånede/oppadvendte flate virker som en front. Hvis imidlertid tremassen mates mellom rotoren og sylindersilens, dvs. at mottaket tømmes fra sylindersilens ytre, vil dreieretningen være motsatt. Fremspringene vil sinke den nedadgående strøm av tremasse og overflaten som står opp fra rotorsylinderens overflate vil virke som en front.

Praktisk erfaring i industrien har imidlertid vist at det ovennevnte utstyr ikke virker tilfredsstillende under alle forhold. For eksempel vil den førstnevnte skovlrotor frembringe for sterke trykkpulser på mottakssiden av sylindersilen og er således ikke egnet f.eks. sammen med frontkammere (head boxes) i papirmaskiner og det ikke må være noen variasjon i suspensjo-nens trykk. Utstyret har også en tendens til å tynne ut mottaket og er derfor ikke egnet i tilfeller hvor det kreves tremasse av høy ensartethet. På grunn av at skovlene i skovlrotorene står langt fra hverandre (4-8 skovler) vil fibermatting alltid dannes på sylindersilen før neste skovl stryker det av. Således vil bruken av silen ikke være effektiv. Dessuten er nevnte rotortype kostbar å fremstille på grunn av rotorens nøyaktige dimensjone-

ring og dens finish.

En vesentlig sylindrisk rotor som er beskrevet som en annen modell, har fremspring som er nesten hemisfæriske og som i mange tilfelle virker nesten ideelt, men som f.eks. i forbindelse med en "head box" i en papirmaskin ikke er fullt så tilfredsstillende. På grunn av at tremassen som kommer til "head-box" bør være av ensartet kvalitet både når det gjelder konsistens og når det gjelder fibrenes størrelse, så bør ikke kraftsilen svekke en slik kvalitet. Imidlertid har en slik "humperotor" en tendens til å utvanne mottaket og også forårsake svingninger i konsistenskvaliteten. I de utførte prøver ble det observert at en tidligere nevnt type rotor, utvannet mottaket til

■i-0,15 - ±0,45% idet den ønskede konsistens av mottaket var 3%. Følgelig varierte konsistensen absolutt beregnet ±5%,.noe som er for meget når målet er å oppnå et homogent og kvalitativt produkt. I silen som omfatter en humperotor, kan også fraksjone-ring finne sted, med andre ord det gjensidige forhold mellom fraksjonene av fibersuspensjon som mates inn i sylindersilen vil forandres i silen slik at fraksjonsforholdet i mottaket ikke lenger er lik den opprinnelige innmatede tremasse. Med humperotoren har f raksjoneringsforandringen variert mellom 5 og 10% avhengig av klaringen mellom rotoren og sylindersilen. En tilsvarende forandringsverdi med skovlrotoren var omtrent 20% og således er humperotoren allerede en betydelig forbedring sammenliknet med tidligere utstyr.

Disse ovennevnte ulemper i et silutstyr, inkludert en humperotor, har ført til noen forsøk på forbedringer idet tilførsel av fortynningsvann til silflaten og en litt konisk form av rotoren er allerede blitt nevnt ovenfor. Begge fremgangsmåter nevnt ovenfor, gjenspeiler et problem i forbindelse med en sylindrisk rotor, nemlig ujevnhet i sylindersilen ved dens forskjellige soner. Faktum er at den største strøm gjennom sylindersilen finner sted umiddelbart etter at tremassen er kommet i berøring med sylinderen og rotoren. Således vil tremassen tykne i noen utstrekning, og mens tremassen strømmer ned langs silflaten, vil mengden av suspensjon som passerer gjennom silens perforeringer konstant reduseres. Forsøk har vært gjort for å hindre dette ved å mate fortynningsvann ved forskjellige høyder mot silflaten noe som i noen utstrekning fører til en mer effektiv drift av sylindersilen, men som har den ulempe at det fører til en betydelig utvanning av mottaket. Det er også mulig å bruke forskjellig klaring mellom sylindersilen og rotoren hvorved en større klaring av den øvre del av silutstyret vil tillate en større nedadgående hastighet for tremassen slik at tremassen fyller nevnte klaring bedre og jevnere.

En liknende driftsmåte kan også sees i US 4 188 286 hvor fremspringene er avskrånet i forhold til sylindersilens aksel. Hovedformålet med avskråningen er å hindre fibrene eller fiberdottene fra å klebes til den fremre flate av fremspringene og føres sammen med disse. Et annet formål er å frembringe en nedadvendt kraftkomponent mot mottaksmassen mellom rotoren og sylindersilen idet denne komponent akselererer silutstyrets gang, eller i det minste tømningeh av mottak fra silen.

Figur 1 viser en typisk hastighetsfordeling i et silutstyr med en sylindrisk rotor. Den venstre side av figuren viser forandringen i aksialhastighetskomponenten Vf for tremassen som funksjon av sylindersilens høyde. Den høyre side av figuren viser på den annen side forandringen av hastighetskomponenten Vz av suspensjonen som strømmer gjennom sylinderens perforeringer. Diagrammet kunne like godt vise forandringen i den volumetriske strøm hvor det ville fremgå at med et vanlig arrangement vil 50% av mottaket passere gjennom sylindersilens perforeringer i den øvre fjerdedel av sylinderen og hhv. 80% av mottaket i den øvre halvdel av sylinderen. Sylindersilens teoretisk maksimale kapasitet ved bruk, er umiddelbart etter den øvre kant, nesten en femtedel av sylinderens totale høyde. Deretter vil tre-massestrømmen som har passert gjennom sylinderen, radikalt reduseres på grunn av reduksjon av hastighetskomponenten Vf til mindre enn halvparten av dens maksimumsverdi i den øvre femtedel av sylinderen. Grunnen til dette er naturligvis både at den horisontale hastighetskomponent i tremassen øker på grunn av rotorens virkning, og også at tremassen tykner i noen grad mellom rotoren og sylindersilen.

Den høyre side av figuren viser dessuten at bare halvparten av sylindersilens teoretiske maksimumskapasitet er tilgjengelig for bruk mens hvis det var mulig å holde den samme hastighet gjennom silperforeringene gjennom hele sylinderen, ville diagrammet være et rektangel og ikke en kurve som på figurene. I virkeligheten blir kapasiteten begrenset av mengden som forkastes i forhold til massens økning, men bare fra den midtre del av sylindersilen og utover.

Således fremgå det som en mulighet å øke sylindersilens kapasitet hvis aksialhastigheten for tremassen som strømmer mellom rotoren og sylindersilen kan holdes høy og hvis tremassen kan holdes forholdsvis lenger i den midtre del av sylinderen. Figur 2 viser et skjema med de tilsvarende" fordelinger som på figur 1 for et utstyr ifølge oppfinnelsen, hvorved det må bemerkes at aksialhastigheten og hhv. også den aksiale volumetriske strøm minsker meget langsommere enn i et vanlig utstyr. Med andre ord er hastigheten Vf blitt redusert til halvparten av dens begynnelsesverdi så sent som i den midtre del av sylindersilen. Resultatet av dette er blitt at silhastigheten Vz i sylindersilens perforeringer er blitt redusert i den øvre del av sylinderen på grunn av mindre trykk mot sylinderen, men henholdsvis vil hastigheten forbli konstant nesten til den midtre del av sylindersilen hvorfra den reduseres jevnt, men imidlertid ikke til null som i vanlig utstyr. Med denne type utstyr er det således mulig å øke matehastigheten som samsvarer med aksialhastigheten Vf p.g.a. at den maksimale silkapasitet i sylindersilen ikke ennå er i bruk. Ved en slik drift, oppnås den fordeling som er vist ved brutte linjer på figur 2, hvilket øker sylindersilens kapasitet med omtrent 50%. •

Disse resultater er oppnådd ved fremgangsmåten og innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse, slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

Fremgangsmåten og utstyret ifølge oppfinnelsen er beskrevet i detalj nedenfor ved hjelp av eksempel og med henvisning til de medfølgende tegninger hvor figur 1 som nevnt ovenfor, viser et diagram over strømverdifordelinger av tremasse i en sylindersil og viser også skjematisk en vanlig sylindrisk "humperotor" både i aksialretningen og gjennom sylindersilens perforeringer, figur 2 er et diagram tilsvarende figur 1 og viser de tilsvarende fordelinger av silutstyret med en rotor ifølge oppfinnelsen, figur 3 er et delvis sideriss av en foretrukket utførelse av et silutstyr ifølge oppfinnelsen, figur 4 er en fragmentær detalj som omfatter en utvikling (flatt sideriss) av en rotor ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, figur 5a-d viser sideriss av utbuklingene i en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, figur 6 og 7 er sideriss av utbuklingene ifølge en annen foretrukket utførelse av oppfinnelsen, figur 8 er en fragmentær utvikling (fragmentært sideriss) av en rotor ifølge en annen foretrukket utførelse, figur 9 er en fragmentær detaljutvikling av en rotor ifølge en tredje foretrukket utførelse, figur 10 er et sideriss av den fremre flate av en utbukling av rotorarrangementet ifølge figur 9 fra rotorens tangent, figur 11-19 er fragmentære deler av forskjellige konturarrangementer for sylindersilen, og figur 20 viser skjematisk en ytterligere foretrukket utførelse av oppfinnelsen.

Et silutstyr 1 ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er vist på figur 3 og omfatter et ytre hus 2, kanaler 3, 4 og 5 for tilførsel av masse, mottak og utløp i huset 2, en stasjonær sylindersil 6, hvor det innvendig er plassert en vesentlig sylindrisk rotor 7 med en aksel 8 med drivverk 9.

Sylindersilen 6 kan i prinsipp være av kjent type, men best resultat kan oppnås ved å bruke en kontursylinder. Mottaket som har passert gjennom perforeringene i sylindersil blir uttømt via kanalen 4 og gjennom rommet mellom sylindersilen 6 og rotoren 7 ut av bunnen av rommet og derfra vil massen som har passert gjennom bli uttømt via utløpskanalen 5.

Det vil også fremgå fra figur 3 at rotoren på overflaten, på sylindersilens 6 side, er forsynt med utbuklinger 10-40 hvis form varierer ettersom hvilken sone de er plassert i rotorens aksiale soner.

Figur 4 er en fragmentær detalj og omfatter en utvikling av en del av rotoren 7, hvor formen, stillingen og virkemåten er bedre vist. I den innkommende retning A av fibersuspensjonen, er det første fremspring, som det er flere av i sone I, et såkalt pumpefremspring eller bukling 10 hvor fremsiden 1 er avskrånet i forhold til sylinderakselens retning på en slik måte at•når sylinderen dreies vil massen utsettes av fremsiden 11, ikke bare en tangentkraft, men også for en aksial kraftkomponent som pumper massen mot den midtre del av sylinderen. En slik bukling 10 er vist på figur 5a hvor det vil fremgå at fremsiden 11 på buklingen 10 i denne utførelse er vesentlig loddrett mot rotorens 7 overflate. I buklingen 10 er det en del 13 som er vesentlig parallell med rotorens 7 overflate og fra delen 13 som senker seg mot rotorens 7 overflate, er det en skråflate 14.

Hver av en annen gruppe fremspring i en annen sone II, omfatter en bukling 20 hvor fremsiden er delt i to deler 21 og 22 som sammen danner en plogliknende overflate. Delen 21 i utførelsen på figuren senker i noen grad hastigheten for massens aksialstrøm A og likeledes vil delen 22 øke strømhastigheten. Ved å justere lengden og vinkelstillingenes avvik fra aksialretningen, er det mulig å påvirke totalvirkningen av buklingene 20 på massestrømmen. På figuren er virkningen en mindre pumpevirkning. I siderisset på figur 5b vil det fremgå at hver bukling 20 generelt samsvarer med formel på buklingen 10 hvor den eneste forskjell er fremsiden.

De tredje fremspring som er i sone III omfatter hver en bukling 30 hvis fremside også er inndelt i to deler 31 og 32 som i den viste utførelse er symmetrisk rundt midtlinjen for buklingen 30. Hensikten med disse deler er bare å gi massen en tangential hastighet uten aktivt å påvirke forandringen i aksialhastigheten. Som det vil fremgå av figur 5c, er siderisset av fremspringet generelt lik de tidligere versjoner.

De fjerde fremspring i sone IV omfatter hver en bukling 40 hvis fremside igjen er inndelt i to deler 41 og 42 hvor delen 41 for strøminnløpet på oppstrømssiden påvirker massestrømmen mer for å minske hastigheten, m.a.o. for å holde massen lenger imellom rotoren og sylindersilen. Ifølge figur 5d, skiller siderisset seg fra de tidligere i sone II seg bare i fremsidene. For øvrig er tverrsnittet, formen og virkemåten generelt vist i den tidligere beskrivelse. Sylindersilen utsettes mot den bratte fremside av en trykkpuls som trykker mot taket gjennom perforeringene i sylinderen og den avskrånede endeflate vil fjerne større partikler og fiberklumper som sitter fast i åpningene og således rense sylindersilen. Angående plasseringen av buklingene må det bemerkes at når rotoren dreies vil de danne en jevn, kon-tinuerlig omsluttende flate, eller ved bruk av en kontursylinder vil de være plassert ved åpningslinjer parallelle med sylinderens kant og således sikre rengjøring av åpningene og unngå unødig avbørsting av overflaten mellom åpningslinjene.

Figur 4 viser således en sil som er inndelt i fire forskjellige soner alt etter virkeområdet. Avdelingene er basert på effekten av buklingene 10-40 på massen som behandles. I buklesonen 10 blir massen aksialt pumpet med full styrke. I buklesone 20 fortsetter pumpingen med mindre styrke siden meningen er å holde massen lenger i den midtre del av sylindersilen. Også buklingene 30 som bare blander massen, og buklingene 40 som senker aksialhastigheten for massen, virker likedan. Følgelig vil sonene i utførelsen på figur 1, I være intensiv pumping, II vil være litt pumping, III vil være nøytral og IV vil være en hastighetsminskningssone.

I tillegg til sonene vist ovenfor er det mulig å tilveiebringe en ekstra, intensiv pumpesone lik sone I, som en femte sone nedenfor sone IV hvor fremspring lik buklingene 10 kan brukes. Således vil utløpsmassen ikke kunne tilstoppe utløps-åpningene i sylindersilen.

Figur 6 og 7 viser buklinger i en annen utførelse hvor buklingene 50 i alle soner i prinsippet er like i plan. I buklingene 50 er det en overflate 53 som er vesentlig parallell med rotorens 7 overflate og en endeflate 54 som senker seg mot rotorens 7 overflate. Fremsiden av buklingen 50 er imidlertid delt i to deler 56 og 57 i et plan som er parallelt med rotorens overflate hvor delen 56 som er plassert nær rotorens overflate er ment som en pumpedel og ytterflaten 57 på fremsiden er ment å virke som en rensedel. Mellom disse deler er det en plan del 55 som er vesentlig parallell med rotorens plan. Virkningen av disse buklinger er justert ved å forandre forholdet mellom høydene for delene 56 og 57 på fremsiden, m.a.o. i forhold til høyden h<1> for overføringsdelen 56 og høyden av hele buklingene 50. Jo mindre forholdet h<x>/h er, dess mer nøytralt vil buklingen arbeide. Ettersom forholdet hVh vokser, vil pumpeeffekten for buklingen intensiveres.

Selv om delen 57 er vist på figurene aksialt, er det naturligvis mulig at den kan avskrånet i forhold til denne retning. Heller ikke må delene 56 og 57 nødvendigvis være loddrette mot rotorens 7 overflate, men de kan enten danne en spiss eller en stump vinkel i forhold til denne. Det viktigste er at buklingenes virkning opprettholdes som beskrevet ovenfor og at strømningshastighetsfordelinger i samsvar med figur 2, kan oppnås.

På figur 2 er grensene mellom de forskjellige soner vist ved en brutt linje. Det vil her fremgå at i det første og andre pumpetrinn kan en jevn hastighetsstrøm gjennom sylindersilen opprettholdes og at denne begynner å minske bare i området rundt den tredje sone. I enden av den tredje sone og i den fjerde sone vil den største forskjell sammenliknet med den tidligere teknikk, kunne sees på grunn av at de deselererende bukling kan holde fluidstrømmen vesentlig høy gjennom sylindersilen så langt som mot sylinderens kant. Likeledes ved sammenlikning av figur 1 og 2 vil det fremgå at kurvene på den venstre side som viser fordelingen av aksialhastighetene skiller seg fullstendig fra hverandre i form. Ifølge oppfinnelsen oppnås en nesten lineær minskning av hastigheten hvorfra det er mulig å trekke den konklusjon at utstyret virker meget bra og effektivt, på grunn av at diagrammet samtidig viser forandringen av den volumetriske strøm i rommet mellom rotoren og sylindersilen. Således har det vært mulig å utvide bruksområdet betydelig i forhold til teknikkens stand, noe som øker den totale kapasitet i sylindersilen hvis massens matehastighet økes.

I utførelsen vist på figur 8 er det tilknyttet et ribbeliknende bøyet fremspring 60 som omfatter alle komponenter og virkemåter som karakteriserer alle de tidligere fremspring. Fremsiden 61 danner en spiss vinkel med rotoroverflaten og fremsiden er fortrinnsvis loddrett på rotorplanet. Det er også en del 63 parallell med rotorens 7 overflate i fremspringet 60 og en endeflate 64 som senker seg avskrånet fra den ovennevnte del mot rotorflatens plan.

Det ribbeliknende fremspring 60 kan enten være lik den som er vist på figuren hvor vinkelen mellom toppen av buklingen og rotoren aksialretning bestemmer pumpeintensiteten. Likeledes kan radien ved bøyningen av fremspringet eller dets hastig-hets forandring bestemme den faktiske virkning på massen mellom rotoren og sylindersilen. Retningen av det ribbeliknende fremspring på figur 9 er litt vendt for å motstå den nedadgående strøm som frembringer en liknende deselererende effekt som buklingene 40 på rotoren ifølge figur 4. Et annet alternativ er naturligvis at det ribbeliknende fremspring på rotoren forandrer retningen en gang til og til slutt pumper massen ut av passasjen mellom rotoren og sylindersilen. Følgelig er fremspringet i form bøyet i to retninger og danner m.a.o. et speilbilde av en litt bøyet S.

I den viste utførelse på figur 9 og 10 strekker de tribbeliknende fremspring seg vesentlig aksialt. Bare delen 76 på fremsiden skiller seg fra aksialretningen. Konstruksjonen er i prinsipp den samme som buklingene på figur 6 og 7 med en todelt fremside. Som med de andre buklinger er det også i denne type en del 73 som er parallell med rotorens overflate og en avskrånet endeflate 74. Den fremre overflate er delt i to i planet 75: del 76 hvis retning skiller seg fra aksialretningen og delen 77 hvis retning er aksial. Delens 76 høyde fra rotorens overflate er størst ved den øvre kant av rotoren hvorved også sugeeffekten fra rotoren er størst. Høyden av delen 76 reduseres enten lineært som vist på figur 10, eller bøyet i den ønskede retning. Således er det mulig både å optimalisere intensiteten av pumpevirkningen og varigheten. Hvis høyden på delen 76 er minst ved den nedre kant av rotoren vil ikke noen intensiv pumping finne sted i tømme-retningen, men det vil heller ikke være noen deselererende strøm. Hvis det ønskes pumping i tømmeretningen, kan delens høyde 76 løftes i den nedre ende.

Hvis deselereringsvirkningen også ønskes for masse-strømmen er det mulig å skråne delen 77 bakover, med andre ord avskrånet i den motsatte retning slik at forholdet mellom høydene for delene på fremsiden kan bestemme den totale virkning av fremsiden på massestrømmen.

Rotoren passer for bruk i forbindelse med jevne såvel som med sylindersiler med spor. Således kan sylindersilen enten være fullstendig jevn eller forsynt med spor på forskjellige måter. Sporene kan anordnes enten med to overflater loddrett mot husets flate og bunnen, figur 11, med en flate loddrett mot husets flate, en avskrånet overflate og en bunnflate, figur 12, med to avskrånede flater og en bunnflate, figur 13, med to skråflater, figur 14, eller med en skråflate og en flate loddrett mot husets flate, figur 15. Likeledes kan det være en del i sylindersilen som står i forbindelse med husets flate som f.eks. på figur 11, 12, 13 og 15 eller forbindelsen kan være bare en lineær del som f.eks. figur 14, 16 eller 17. Dessuten kan plane deler erstattes av buede deler som vist f.eks. på figur 17, 18 og 19. Videre kan rotorens rotasjonsretning variere i forhold til sylinderen, m.a.o. kan massestrømmen gå i begge retninger.

Det er naturligvis mulig å frembringe tilsvarende strømkarakteristikker med en sylindersil/rotorkombinasjon ved å fremstille enten sylinderen eller rotoren eller begge deler av konturplate og aksialt av f.eks. fire atskilte deler hvor kontur-retningen forandrer seg på en slik måte at en samsvarende virkemåte oppnås. Således karakteriseres fremgangsmåten og utstyret ifølge oppfinnelsen ved at rotoren er av tidligere kjent type og sylindersilen er av en ny konstruksjonstype. Dessuten er det også mulig å anordne en roterende sylindersil og en fast som vender imot denne.

Figur 20 viser et arrangement hvor sylinderens kontur er av typen som er vist på figur 11-19. Som det er bemerket på figur 20 omfatter sylinderen 80, fire sylindriske soner, dvs. delene 81, 82, 83 og 84, hvor sporenes virkning varierer. Rotorens rotasjonsretning er parallell med pilen A hvorved sporet i den øverste ring 81 er slik at det intensivt trekker massen mot silsonen og at ringen 82 er slik at det blir mindre sug, og at ringen 83 er nøytral og at sporet i ringen 84 minsker tømmestrøm-men.

Således kan nye rotorer anvendes på gamle eller eksisterende sylindersiler og omvendt ved hjelp av arrangementene ifølge oppfinnelsen. Resultatet er en sylindersil/rotorkombina-sjon som virker bedre enn tidligere kjente typer.

I prøver som er utført med et rotorarrangement ifølge oppfinnelsen ble det prøvet forskjellige syl inder si iler og forskjellige rotorer hvor disse ble sammenliknet med hverandre. Sylindrene som ble brukt som sylindersiler i prøvene var flate eller laget av konturplater. Etter undersøkelse av resultatene fra prøvene ble det observert at utstyret ifølge oppfinnelsen virker med alle sylindersiler på en mer effektiv måte enn andre rotorer. Forskjellen var enda tydeligere ved bruk av sporede sylindere av den type som er vist på figur 12, hvor rotasjonsret-ningen for massen var fra høyre mot venstre. Ifølge prøvene var den mest foretrukne sylinder en med spor som var anordnet av en bunnflate vesentlig parallelt med sylinderens hus, en skråflate på oppstrømssiden, dvs. strømmen innløpsretning og en sideflate vesentlig loddrett mot sylinderens hus på nedstrømssiden.

Som det vil fremgå fra beskrivelsen har fremgangsmåten og utstyret ifølge oppfinnelsen gjort det mulig å eliminere eller minimere ulempene med fremgangsmåtene og utstyret av tidligere teknikk og samtidig er det blitt mulig vesentlig å øke den maksimale kapasitet i silinnretningen. Det må imidlertid bemerkes at den ovennevnte beskrivelse bare viser noen få av de viktigste utførelser av oppfinnelsen og at de ikke har til hensikt å begrense oppfinnelsen til noe mindre enn det som er angitt i de medfølgende krav som bestemmer omfanget av den søkte beskyttelse.

Eksempel 1

Rotorene som ble brukt som sammenlikning i prøvene var slike som er vanlig i tremasse- og papirindustrien, skovlrotorer og "humperotorer" som det allerede er henvist til innen teknikkens stand. Rotorens dimensjoner ifølge oppfinnelsen var omtrent 590 mm x 230 mm. Buklingenes dimensjoner var 15 x 50 x 50 mm og flatestigningene (14, 24, 34, 44) i forhold.til rotorflaten var 30°. Stigningen av buklingens 10 fremside i forhold til aksialretningen var 15°C. Fremsiden av buklingen 20 var delt i to deler og aksiallengden av delen 21 var 17 mm og delen 22 var 33 mm og awiksvinkelen fra aksialretningen var 15°. Fremsiden av buklingen 30 var delt i to deler og awiksvinkelen var som i det foregående tilfelle, 15°. Buklingen 40 var et speilbilde av buklingen 20 hvor aksiallengden av fremsiden på delen 41 var 33 mm og på delen 42, 17 mm. Awiksvinkelen var fremdeles 15°. I prøverotoren var buklingene festet på en slik måte at der var fire buklinger 10, fire buklinger 20, ni buklinger 30, og fire buklinger 40. Belastningen som ble benyttet i alle rotorversjoner i prøvene var 100 t/d, slik at resultatene skal kunne sammenlik-nes med hverandre. Tabell 1 viser prøveresultatene.

Tremassens konsistens i prøvene var 40% CTMP, 30% bleket bjerk-masse, 30% bleket furu-masse. Konsistensen var 3%.

Som det fremgår av tabell 1 er en rotor med bukler i samsvar med oppfinnelsen alltid mer praktisk når driftsprosessen skal være pålitelig og kontroll av silen er vanskelig. For eksempel skal kraftsilen før frontkammeret (head box) i en papirmaskin ikke forandre konsistensen i mottaket og den bør heller ikke forandre fraksjonsdistribueringen av mottaket eller fraksjonsdistribueringen av matemassen. For eksempel kan buklerotoren i dette tilfelle brukes med fordel sammenliknet med de andre rotorene i sammenlikningen. Det er også tatt hensyn til at den virkelige totalkapasiteten i silutstyret har øket med den nye rotoren med omtrent 50% og det er ikke tvil om at silutstyret også kan brukes i en hvilken som helst annen anvendelse hvor dets egenskaper kan komme til nytte.

Eksempel 2

I en annen prøve av det ovennevnte utstyr ble det brukt brun furumasse hvis konsistens var 3% i prøven. Sylindersilen var en perforert (0 1,6 mm) sporet sylinder som er vist på figur 12. Sammenlikningsutstyret som ble brukt i prøven var "humperotoren" som tidligere beskrevet. Resultatene er vist i tabell 2 hvor de første referanseverdier er for "humperotoren".

Således vil det fremgå at produktiviteten for en sil med en rotor ifølge oppfinnelsen blir omtrent 60% høyere enn for et utstyr med tidligere teknikk. Trykkforskjellstoleransen viser hovedsakelig tilstopningsfølsomheten, jo mindre toleranse jo lettere vil silen tilstoppes. En tydelig forskjell vil fremgå mellom det gamle utstyr og den nye rotor ifølge oppfinnelsen. Videre vil trådfiberreduksjonen, med andre ord den relative mengde trådfibre som separeres med silen i forhold til den totale mengde trådfibre vil være noe bedre med oppfinnelsen. Tyknings-koeffisienten (konsistensen av utløpsmassen, mottaket, dividert på konsistensen av matemassen) viser ved bruk av en humperotor hvordan konsistensen av mottaket sank til nesten halvparten, med andre ord ble mottaket utvannet. Mottatt konsistens med en rotor i ifølge oppfinnelsen forble praktisk talt den samme som for matemassen. Således virket rotoren ifølge oppfinnelsen i alle henseende mer effektivt enn humperotoren ifølge teknikkens stand.

Med henvisning til ovennevnte eksempel må det bemerkes at plasseringene av buklingene og målene bare er ment som forslag. Antallet buklinger i de forskjellige soner og avviks-vinkler på fremsidene fra aksialretningen kan naturligvis variere ±45° avhengig av massen som behandles, rotorens rotasjonshastig-het, rotorens klaring og sylindersilen, etc.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for behandling av en fibersuspensjon som mates inn i et rom mellom en sylindersil og dens motstående flate, hvorfra en finere fraksjon tømmes gjennom perforeringene i sylindersilen og det grovere materiale forblir i rommet og beveges mot sylindersilens utløpsende hvor det tømmes ut fra silen og hvor fibersuspensjonen utsettes for tangentialkrefter i sylindersilen, KARAKTERISERT VED at fibersuspensjonen også utsettes for aksiale krefter hvis intensitet og retning endres, idet retning og intensitet fastlegges på basis av den gjensidige aksiale posisjon mellom påføringsstedet og sylindersilens motstående flate, hvormed fibersuspensjonens aksiale hastighetsprofil endres mens strømningsretningen mot utløpsenden bibehol-des .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at aksialkreftenes retning på den motstående flatedel ved sylindersilens inntaksside er slik at tremasse suges inn mellom sylindersilen og dens motstående flate, dvs. at tremassens hastighet akselereres idet aksialkreftenes størrelse reduseres fra inntaksenden mot uttaksenden og at aksialkreftene i økende grad endrer retning mot uttaksenden slik at den motvirker massens naturlige strømning fra inntaksenden til uttaksenden hvor den når sin maksimalverdi som imidlertid ikke er så stor at fibersuspensjonens strømning mot uttaket stanses.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at aksialkreftenes retning i den del av den motstående flate som ligger ved sylindersilens inntaksende er slik at masse suges inn mellom sylindersilen og flaten, at aksialkreftenes størrelse reduseres fra inntaksenden mot uttaksenden og at aksialkreftene endrer sin retning mot uttaksenden slik at den motvirker massens naturlige strømning fra inntaksenden mot uttaksenden og øker til sin maksimale verdi og endrer sin retning nær uttaksenden slik at massen suges mot uttaksenden.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at aksialkreftenes retning i den sylindersilens inntaksende liggende del av flaten er slik at masse suges inn mellom sylindersilen og flaten, idet aksialkreftenes størrelse reduseres fra inntaksenden mot uttaksenden inntil aksialkreftenes størrelse oppnår en minimal verdi nær uttaksenden.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at aksialkreftenes retning i den mot sylindersilens inntaksende liggende del av den motstående flate er slik masse suges inn mellom sylindersilen og flaten, idet aksialkreftenes størrelse herved reduseres til null for igjen å øke nær uttaksenden slik at massen mellom sylindersilen og dens motstående flate transpor-teres ut av uttaksenden.

6. Innretning for behandling av en fibersuspensjon, omfattende et ytre hus (2), i dette anordnede kanaler (3, 4, 5) for suspensjon som mates inn, en finere fraksjon og en grovere fraksjon, samt samvirkende, motstående flater hvorav den ene er en sylindersil (6, 8) og den andre er et organ (7) hvis form i det vesentlige tilsvarer sylindersilens (6), idet minst en av de motstående flater (6, 80, 7) er roterbar, KARAKTERISERT VED at i det minste den ene motstående flate (6, 80, 7) omfatter et fremspring, en utbukting e.l. (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), hvis frontflates retning varierer i avhengighet av fremspringets aksiale stilling slik at en mellom flatene (6, 80, 7) foreliggende massepartikkel utsettes for en aksial kraftkomponent hvis størrelse varierer som en funksjon av massepartiklenes stilling i aksial retning og endrer den mellom flatene (6, 80, 7) strømmende fibersuspensjons hastighetsprofil.

7. Innretning ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at den motstående flate (7) utgjøres av en rotor hvis mot sylindersilen (6) vendende mantelflate har minst ett fremspring e.l. (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) hvis frontsides retning varierer i avhengighet av fremspringenes aksiale stilling og utsetter en massepartikkel i mellomrommet mellom sylindersilen (6) og rotoren (7) for en aksial kraf tkomponent hvis størrelse varierer som en funksjon av massepartikkelens aksiale stilling og som endrer den strømmende fibersuspensjons hastighetsprofil.

8. Innretning ifølge krav 6-7, KARAKTERISERT VED at fremspringene (10, 20, 30, 40 , 50, 60, 70) på rotorens (7) utside i det vesentlige omfatter frontflater (11, 21, 22, 31, 32, 41, 42, 56, 57, 61, 76, 77) som mottar strømningen, flater (13, 23, 33, 43, 53, 63, 73) som fordelaktig har samme retning som rotorens (7) mantelflate og endeflater (14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) som ligger an mot rotorens mantelflate.

9. Innretning ifølge krav 7-8, KARAKTERISERT VED at fremspringenes (60, 70) aksiale lengde i det vesentlige tilsvarer rotorens (7) lengde.

10. Innretning ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at rotorens (7) mantelflate har fremspring med to eller flere ulike former, som er slik plassert på rotorens mantelflate at det dannes to eller flere, i rotorens aksiale retning forløpende, fra hverandre atskilte perifere soner.

11. Innretning ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at i det minste en del av fremspringenes (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) fremre flater (11, 22, 31, 32, 41, 42, 56, 57, 61, 76, 77) danner en vinkel med den aksiale retning.

12. Innretning ifølge krav 8 eller 10, KARAKTERISERT VED,at fremspringenes (20, 30, 40, 50, 70) fremre flater er delt i to deler (21, 22, 31, 32, 41, 42, 56, 57, 76, 77) som danner ulike vinkler med den aksiale retning.

13. Innretning ifølge krav 11-12, KARAKTERISERT VED at vinklenes variasjon er fra -45° til +45° i forhold til aksialretningen .

14. Innretning ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at sylindersilens (80) mot den motstående flate (7) vendende flate er aksialt delt i minst to deler (81-84), hvor fremspringenes/slissenes retning er forskjellig i ulike soner.

15. Innretning ifølge krav 14, KARAKTERISERT VED at fremspringenes/slissenes retning er 45° til aksialretningen.

16. Innretning ifølge krav 14, KARAKTERISERT VED at sylindersilens flate er delt i fire soner (81-84).

17. Anvendelse av en innretning ifølge krav 6 for siling av en fibersuspensjon i trebearbeidende prosessindustri, hvor det benyttes en sylindersil hvis mot rotoren vendende flate er riflet.

18. Anvendelse ifølge krav 17, hvor det benyttes en sylindersil hvis rifler er formet av minst en sideflate som befinner seg i det vesentlige perpendikulært til kanten og en skråstilt sideflate.

19. Anvendelse ifølge krav 17, hvor det benyttes en sylindersil hvis rifler er formet av minst to skråstilte eller buede flater.

20. Anvendelse ifølge krav 17, hvor det benyttes en sylindersil hvis rifler er dannet av bunnflaten i det vesentlige parallelt med sylindersilens hus, en skråstilt sideflate oppstrøms i forhold til bunnflaten, og en sideflate som er i det vesentlige oppad ragende i forhold til husets overflate, nedstrøms i forhold til bunnflaten.