NO314668B1 - Fremgangsmåte og anordning for avvanning av en fiberstoffopplösning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og en anordning for avvanning av en fiberstoffoppløsning i overensstemmelse med innledningen til henholdsvis krav 1 og krav 20.

Den angitte fremgangsmåte anvendes for enten å forhøye stofftettheten til en fiberstoffoppløsning eller for å fjerne uønskede bestanddeler gjennom utvasking av fiberstoffoppløsningen. Derved er begge forløp mer eller mindre forbundet med hverandre, ved at avvanning selvsagt er nødvendig ved vasking av en fiberstoffoppløsning. På den andre side er omfanget av vaskeeffekten avhengig av andre parametre, altså ikke kun forhøyelsen av stofftettheten. Fremgangsmåter av den ovenfor nevnte type kan f,eks. utføres med kjente innretninger for avvanning av en fiberstoffoppløsning, ved den såkalte trommel-fortykkeren. Denne danner på utsiden av en i oppløsningen neddykket trommel en fibermatte, som blir awannet i det indre av trommelen. Gjennom omdreingingsbevegelsen til en slik trommel blir fibermatten transportert ut av oppløsningsbeholderen og kan hentes ut som et fortykket stoff. Det blir da ofte betegnet som akseptert masse. Det er også foranstaltninger for videre å forhøye stofftettheten til det fra oppløsningen nettopp utførte, men enda på trommelen heftende stoff. Til dette blir særlig såkalte Gautcher-valser benyttet, som frembringer et ytterligere trykk på fibermatten. Eller man presser et omløpende bånd mot matten, som f.eks. i henhold til US-patent nr. 2.278.525 eller WO 94/08088. Slike foranstaltninger frembringer riktignok vanligvis en videre forhøyning av stofftettheten, men denne er imidlertid ofte fremdeles for lav og blir ytterligere delvis videre redusert, f.eks. gjennom gjenfukting ved utgang av presspalten.

Ved en trommelfortetter i henhold til US nr. 1.421.364 er den virksomme beholderen fullstendig fylt med oppløsning. Den polygonformede utvendige flate av trommelen fører det forrykkede stoff ut langs hevede tetteflater.

WO 96/08660 beskriver en videre awanningsinnretning. Denne inneholder også en roterende trommel med gjennomgående overflate. På en del av omkretsen er trommelen omgitt av et ikke-gjennombrutt kunststoffbånd. Oppløsningen blir ved hjelp av en stoffansamling i spalten som danner seg mellom trommelen og kunststoffbåndet sprøytet ut. I dette området, hvor stoffstrålen ligger an mot trommelveggen, blir det innenfra dannet et undertrykk. Denne maskinen er svært kostbar å bygge og å drive.

US 4.750.340 viser en innretning egnet for å fortykke ved hjelp av en dreibart drevet perforert trommel, som er omgitt av et kuleformet blikk, som er anbrakt svakt eksentrisk av trommelen. Derigjennom danner det seg mellom trommelen og veggen en presspalte, hvor det allerede fortykkede stoff føres inn ved hjelp av en snekkeføring. Innretningen er svært kostbar og særlig egnet for høyere utgangsstoffetetthet.

Foreliggende oppfinnelse legger til grunn følgende oppgave; å frembringe en fremgangsmåte av den her angitte type, som oppnår en god awanningseffekt med høy driftssikkerhet.

Denne oppgave blir løst gjennom de kjennetegnende trekk i krav 1.

Foretrukne trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av de medfølgende uselvstendige krav 2-19.

Den nye fremgangsmåten muliggjør f.eks. at den i og for seg kjente, virkningsfulle og pålitelige prosessen ved trommelfortykning videre forbedres. Gjennom neddykkingen av en perforert trommel i oppløsningen kan på enkelt vis avvanning oppnås, hvorved fiberstoff på den perforerte utsiden av en slik trommel mer eller mindre sterkt setter seg fast. De derved opptredende krefter er tilstrekkelig til ved hjelp av trommelbevegelsen å bringe de fortykkede fiberstoff ut av oppløsningen. I de tilsluttende områder hvor en sil, et bånd eller en pressko er slik anbrakt, at det mellom trommelveggen og silen oppstår en relativ hastighet, kan det derimellom beliggende fortykkede fiberstoff løsgjøres og rives fra hverandre gjennom skjærkrefter.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebragt en anordning av den ovenfor beskrevne typen og som angitt i innledningen til de medfølgende krav 20-22. Anordningen er kjennetegnet ved de karakteriserende trekk som angitt i det selvstendige krav 20.

Foretrukne trekk ved anordningen ifølge oppfinnelsen fremgår av de medfølgende uselvstendige krav 21 og 22.

Hva som i det foregående forklares ved hjelp av en trommelfortykker, lar seg uten videre også overta av andre maskiner, hvor avvanning oppnås av en gjennom et fat fylt med oppløsning beveget perforert flate. Det gjelder også ved skyvefiltre. En slik maskin inneholder perforerte hullskiver med horisontal akse, i hvilken den filtrerte masse samler seg og blir fjernet. Gjennom bevegelsen til slike skiver blir det på forhånd fortykkede, på utsiden heftende fiberstoff transportert ut av oppløsningssumpen og kommer deretter inn i fortykningsområdet. I fortykningsområdet i en slik maskin kan et stillestående, fleksibelt bånd eller en pressko bli trykket mot den perforerte skive. Ved en slik utføring av fremgangsmåten er riktignok oppbygningen av den benyttede irinretning uten sammenligning mer komplisert enn ved en trommel, særlig hva angår utformingen av fortykningsområdene og avføringen av det ferdig fortykkede fiberstoff, men på den andre side lar apparatet seg frembringe med mindre utstrekning og med høy gjennomstrømning. Som bekjent, finnes det ikke bare skivefilrre med en skive, men - og det er det vanligste - med flere skiver aksielt etter hverandre.

En betydelig fordel ved den nye fremgangsmåten ligger i den stigende bevegelsen til det fortykkede fiberstoffet før innløpet i fortykningsområdet. Denne kan nemlig av seg selv bevirke at andelene med mindre stofftetthet, som befinner seg på flaten vendt bort fra siden til fiberstoffsjiktet, flyter vekk av seg selv og ikke kommer frem til fortykningsområdet. Derved er fiberstoffet i dette området forholdsvis homogent awannet. Det er bl.a. en gunstig forutsetning for den følgende beskrevne dannelse av små ruller.

Avhengig av de innstilte betingelser er det nemlig mulig at fiberstoffsjiktet i fortykningsområdet reiser seg og danner agglomerater, som deretter utfører en rullebevegelse. Denne rullebevegelse fører til en særlig virksom kompaktering av fiberstoffet. Det har også vist seg at i flere tilfeller blir diameteren av de slik dannede små ruller større enn tykkelsen til det omgivende fortykkede fibersjiktet. Derigjennom konsentrerer pressvirkningen seg særlig på de små ruller og bærer rullene for forøket avvanning. Når også den andre flate er valgt vanngjennomstrømmende, kan det gjennom denne strømmede vann flyte i området, som, sett i løperetningen (til den første flate), senere ligger og videre flyter gjennom den andre flate. Da fiberstoffsjiktet her rives av, finner vannet plass for gjennomtredning gjennom den første flate. Vannavføringen av den andre flate er derved forholdsvis enkel. Derved kan fortykningsområdet eksempelvis den perforerte del av den andre flate fordelaktig begynne nær det høyeste punkt, og derved flyter vannet i løperetningen (til den første flate) fritt. De gjennom den ytre presskraft sterkt sammentrykte ruller opptar ikke noe vann, og gjenfuktingen blir altså svært lav.

Med oppfinnelsen er det mulig å føre forbi en dannelse av ruller også uten ytterligere tilført undertrykk i fortykningsområdet.

Den fortykkede oppløsning kan til å begynne med ha et svært lavt faststofifnnhold, eksempelvis under 1%. Ved tilsvarende god utførelse av fremgangsmåten lar likevel et fortykket fiberstoff seg fremstille med et faststoffinnhold mellom 20 og 30%, hvilket betyr en betydelig mengdemessig adskillelse av vann. Av denne grunn er fremgangsmåten egnet til, ved avvanning av oppløsningen, med god virkning å vaske ut uønskede bestanddeler.

Oppfinnelsen blir beskrevet og forklart med henvisning til skjematiske tegninger. Det vises: fig. 1 en for utføring av fremgangsmåten tromme 1 fortykker;

fig. 2 en videre trommelfortykker;

fig. 3a og 3b et skivefilter utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen.

I fortykkelsesinnretningen vist i fig. 1 er den første flate 1 fremstilt i form av et sylindrisk perforert siktlegeme, hvor kun få av de svært tallrike åpningene er vist. Åpningene hører fordelaktig til et på et rotorgrunnlegeme oppspent siktformet vevet stoff. Siktlegemet dykker ned i et oppløsningsfat 5, hvilket ved gjennomføring av fremgangsmåten til en viss grad er fylt med oppløsningens 1 som skal fortykkes. På grunn av det hydrostatiske trykk i oppløsningen Sl blir denne awannet på den neddykkede del av den første flate 1, dvs. filtrat F flyter i det indre og kan eksempelvis aksielt bli fjernet. På grunn av rotasjonsbevegelsen til flaten 1 dykker den på denne vedheftede, fortykkede oppløsning S2 opp av sumpen og kommer deretter frem til fortykningsområdet 3. Dette inneholder den andre flate 2. Da denne er stillestående, gir det seg gjennom rotasjonsbevegelsen til den første flate 1 en relativ bevegelse, hvilken avgjørende forbedrer awanningsvirkningen. Særlig gunstig er det å utføre den andre flate 2 som fleksibelt, påspent bånd 4 (fig. 2), særlig da det derigjennom lar seg innstille et stabilt trykkforhold i fortykningsområdet 3. Ved fiberstoffsjikt med forskjellig tykkelse kan et slikt bånd vike, og det påførte trykk er lett innstillbart. Primært er også en eller flere stive flater tenkbart såfremt de har en egnet form og overflate. Etter gjennomløp av fortykningsområdet 3 felles et fortykket fiberstoff S3 av mot flaten 1, eksempelvis en skraper. Når den andre flate 2 likeledes er vanngjennomtrengelig og det er sørget for en vannavledning fra denne flate, kan den avsluttende tørrhetsgrad videre forøkes. Alt etter valg av parametre kan for et fortykket fiberstoffs høye stofftetthet- ca. 20% - eller også lavere - ca. 15 til 20% - oppnås.

Selv om det ved den her fremstilte innretning dreier seg om en forholdsvis enkelt oppbygt maskin, kan anvendelsen av fremgangsmåten i overensstemmelse med oppfinnelsen fjerne forholdsvis store vannmengder fra stoffet.

Ønskes høyere gjennomstrømning eller høyere grad av tørrhet, lar fremgangsmåten seg derigjennom forbedre ved at awaningen ikke forløper kun på grunn av den hydrostatiske høyde, men også forsterkes med ytterligere påført undertrykk. Lignende gjelder eventuelt også for fortykningsområdet. Til dette kan det på innsiden av trommeloverflaten anbringes en sugekasse, med hvilken på fastlagte steder filtratet suges ut. Dette er tilstrekkelig kjent og derved ikke vist.

I andre tilfeller er det fordelaktig å dele trommel- eller filterskivene inn i sektorer og anbringes disse sektorene over et sentralt styrehode med undertrykk. Jo finere seksjoneringen av trommelen velges, desto mer presist og effektivt blir undertrykket benyttet. Denne teknikk er kjent fra byggingen av skivefilteret.

Fig. 2 viser en seksjonert trommelfotrrykker, hvor trommelen er inndelt i kammere

gjennom radiale skillevegger 11. Den andre flate er her utformet som et fleksibelt bånd 4, som gjennom spenninnretningen 12 blir spent og trykket mot den av den første flate 1 dannede trommel. Derved spenner denne over den første flate 1 med en omkretsvinkel a av ca. 95°. Denne kan fullstendig eller i et delvist område være vanngjennomførende. Som nettopp nevnt, kan det dannede undertrykk gjennom seksjonering av trommelen styres avhengig av omløpsvinkelen. Denne mulighet er tydeliggjort gjennom ringformede spor 6 henholdsvis 7 i nærheten av dreiaksen. Gjennom slike foranstaltninger er det mulig, eksempelvis gjennom en første omkretsvinkel fl å påvirke awanningen og i løpet av den andre omkretsvinkel y å påvirke virkningen i fortykningsområdet. Mens det forhøyede undertrykk i avvanningssonen overveiende tjener til medbringelse av en større mengde avvannet oppløsning S2, oppnår man gjennom avsug ved enden av den etterfølgende awanningsssone en reduksjon av gjenfuktingen. Lengden av den sist nevnte avsugssone kan være forholdsvis kort, da det her dreier seg om fritt vann. Gunstig og tilstrekkelig er 10 til 100 mm. Selvsagt kan også undertrykk frembringes gjennom det fleksible bånd 4, når dette er vanngjennomtrengelig. Som alternativ til vannfjeming ved vanngjennomtrengelige fleksible bånd 4, er det antydet en vannoppfangingskasse 13.

Som allerede benyttet, kan også et i og for seg kjent skivefilter benyttes for gjennomføring av fremgangsmåten, når det er tilsvarende modifisert. Slike modifikasjoner er eksempelvis fremstilt i fig. 3a og 3b. Det vises i fig. 3a fra siden og i fig. 3b i snitt filterskiver 9. Disse bærer på sine sider de ifølge definisjonen i fremgangsmåten benyttede første flater 1, hvilke også er satt sammen av et flertall perforerte sideflater. Gjennom rotasjon av filterskivene blir den fortykkede oppløsning Sl (ikke vist) transportert ut av oppløsningen og deretter mellom trykkflaten 10. Apparatdetaljene, f.eks. frembringelsen av de aksielle presskrefter på skivene 9 og transporten av det fortykkede fiberstoff fra området mellom skiven og ut, er ikke angitt.

Claims (22)

1. Fremgangsmåte for gjennom flere trinn å avvanne en fiberstoffoppløsning (Sl) med en første avvanning, hvor fiberstoffoppløsningen (Sl) som skal avvannes befinner seg i en ved oversiden åpen beholder (5) og hvor denne ligger an mot en beveget perforert første flate (1) på grunn av forskjellig trykk på begge sider av den perforerte første flate (1) og derved blir awannet, hvorved tilsluttende den foravvannede oppløsning (S2) gjennom bevegelse av den første flate (I) transporteres mot oversiden og deretter kommer frem til et fortykningsområde (3) for etteravvanning som er dannet mellom den første flate (1) og i det minste en mot den første flate (1) konvergerende forløpende andre flate (2) og at tilsluttende det fortykkede fiberstoff (S3) fjernes fra området ved den første flate, karakterisert ved at den andre flate (2) og den første flate (1) beveger seg relativt til hverandre og blir trykket mot hverandre med en kraft.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den andre flate (2) er perforert.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den andre flate (2) er ugjennomtrengelig.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at den andre flate (2) på fiberstoffsiden har en friksjonskraft forhøyende overflate.

5. Fremgangsmåte ifølge kravene 1, 2,3 eller 4 karakterisert v e d at den andre flate (2) hører til et spent, fleksibelt bånd (4).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5 uten utelukning av krav 3, karakterisert ved at det fleksible bånd (4) er et siktformet vevet stoff.

7. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at den første flate (1) er dannet av en horisontalt anbrakt sylindrisk sikttrommel, i hvis indre filtratet trenger inn.

8. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det i den overveiende del av fortykningsområdet (3) ikke pålegges et undertrykk på den første flate (1).

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert v e d at den første flate (1) gjennom i det minste en sideflate blir dannet av i det minste hullskive, i hvis indre filtratet trenger inn.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at den første flate (1) blir dannet av en rotor til et i og for seg kjent skivefilterapparat og den andre flate (2) med en vesentlig aksiell kraft blir trykket mot deler av rotoren.

11. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at den i området for awanningen på begge sider av den første flate (1) beliggende trykkdifferanse utelukkende er betinget gjennom forskjellig nivå av oppløsning og filtrat.

12. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 10, karakterisert v e d at det i området ved avvanning anbringes et høyere undertrykk enn den gjennom ulikt nivå betingede hydrostatiske trykkforskjell uttrykt på begge sider av den første flate (1).

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at det frembrakte undertrykk utgjør mellom 0,1 og 0,3 bar.

14. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at det ved enden av fortykningsområdet (3) følger en sugesone (8), hvor det frembringes et undertrykk.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at undertrykket gjennom den første flate (1) av den uten stoff belagte side her anbringes over en omkretslengde av maksimalt 100 mm.

16. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at den andre flate (2) i det vesentligste holdes fast i rommet og den relative bevegelse kun opptrer gjennom bevegelsen av den første flate (1).

17. Fremgangsmåte ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at det oppspente fleksible bånd (4) beveger seg med en hastighet av mindre enn 2 m/min.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at det oppspente fleksible bånd (4) rengjøres utenfor fortykningsområdet (3).

19. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at fiberstoffsjiktet i fortykningsområdet (3) som følge av hefte- og friksjonskraften mot flaten (1 og 2) og den relative bevegelse mellom begge flatene (1 og 2) blir revet av og danner rulleartede agglomerater.

20. Trommelfortykker for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge de foregående krav under utelukkelse av kravene 9 og 10 bestående av følgende elementer: en beholder (5) med en åpen øvre side for fiberstoffoppløsningen (Sl) som skal avvannes, en deri horisontalt anbrakt roterbar siktsylinder, som oppviser en første flate (1), et ovenfor oppløsningsnivået beliggende presselement, som oppviser en andre flate (2) som vender mot siktsylinderen, som hvilken flate (2) strekker seg i det vesentligste over bredden av siktsylinderen og som kan anbringes under kraftpåvirkning mot den første flate (1), en innretning for å fjerne fortykket fiberstoff fra overflaten av siktsylinderen,karakterisert ved at den andre flate (2) strekker seg over en omkretsvinkel a av i det minste 15° langs sikttrommelen, som ved en nedstrøms ende kan anbringes med en avstand fra sikttrommelen, som ligger mellom 0 og 20 mm, og som oppviser en fnksjonskralfforhøyende overflate.

21. Trommelfortykker ifølge krav 20, karakterisert ved at den andre flate (2) er stillestående i omkretsretningen.

22. Trommelfortykker ifølge krav 21, karakterisert ved at siktsylinderen er inndelt i det minste i 16 seksjoner gjennom radielle skillevegger (11).