PL65079B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 25.Y.1972 65079 KI. 55 d, 2/01 MKP D 21 f 1/74 UKD Wlasciciel patentu: Aktiebolaget Karlstads Mekaniska Werkstad, Karlstad (Szwecja) Urzadzenie do oczyszczania i frakcjonowania czastek w zawiesinie zwlaszcza pulpy Przedmioterci wynadazku jest urzadzenie do oczyszczania i frakcjonowania czastek w zawiesinie w szczególnosci pulpy, w którym oddziela sie od zawiesiny niepozadane czastki o wiekszych szyb¬ kosciach sedymentacji i niepozadane czastki o wiekszych rozmiarach niz czastki uzyteczne.Urzadzenie zlozone jest z zamknietego, cylindrycz¬ nego lub stozkowego mieobrotowego pionowego po¬ jemnika na zawiesine i ze znajdujacego sie w jego • wnetrzu obrotowego pionowego bebna separacyj¬ nego, którego plaszcz zawiera co najmniej jedna plyte separacyjna wewnatrz pojemnika ustawiona wspólosiowo z pojemnikiem, przy czym wspomnia¬ na plyta separacyjna posiada efektywna powierzch¬ nie, umozliwiajaca utrzymanie przeplywu Couette w pierscieniowej komorze przeplywowej ograniczo¬ nej plyta separacyjna i sciana pojemnika.Urzadzenie zawiera czesc wlotowa do wprowa¬ dzania zawiesiny do pierscieniowej 'komory przeply¬ wowej, wylot umieszczony przy zewnetrznej scianie pojemnika, sluzacy do odprowadzania odrzuconej czesci zawiesiny zawierajacej niepozadane cza¬ steczki, pierscieniowa komore przeplywowa, rure wylotowa do odprowadzania przesianej uzytecznej porcji zawiesiny z czesci pojemnika wewnatrz pier¬ scieniowego bebna przesiewajacego, przy czym be¬ ben przesiewajacy jest obrotowy dla nadania zawie¬ sinie wprowadzonej do pierscieniowej komory prze¬ plywowej przeplywu Couette w rezultacie czego (niepozadane czastki o duzych predkosciach sedy- 10 15 20 25 30 2 mentacji sa przemieszczane przez sily odsrodkowe do zewnetrznej sciany pojemnika, a pozostala czesc zawiesiny jest przesiewana, przy czym czesc uzy¬ teczna zawiesiny przemieszczana jest dosrodkowo poprzez plyte separacyjna.W czasie produkcji masy papierniczej, niepoza¬ dane czasteczki pojawiaja sie w tej zawiesinie w re¬ zultacie wad procesu produkcyjnego badz tez w wy¬ niku zanieczyszczen pochodzacych z otoczenia. Te niepozadane czasteczki skladaja sie glównie z nie- rozwlóknionych wiazek wlókien drzewnych, kory, elementów polamanej ceramiki, piasku i rdzy.Pierwsze dwa wymienione rodzaje czastek zanie¬ czyszczajacych maja w zasadzie ksztalt podluzny, inne natomiast tosztalt raczej kulisty. Ostatnie trzy rodzaje czastek zanieczyszczajacych charakteryzuja sie znacznie wyzsza gestoscia (ciezarem wlasciwym) w parowaniu z woda niz dwa pierwsze rodzaje czastek których ciezar wlasciwy jest w przyblizeniu równy ciezarowi wlasciwemu wlókien.Zdolnosc zawiesin wlóknistych do wytwarzania powiazanych ukladów czastek stanowi o trudnosci oczyszczania zawiesiny z niepozadanych czastek których ksztalt, pochodzenie i wymiary wahaja sie w duzych zakresach. Niemniej jednak, szczególowe badanie poszczególnych rodlzai zanieczyszczen wy¬ kazalo, ze wszystkie one posiadaja wieksze prze¬ kroje poprzeczne niz wlókna drzewne.Zastosowanie separatorów o sitach z okraglymi albo z podluznymi otworami tak malych wymiarów, 6507965079 zeby stanowily one bezwzgledna bariere zatrzyma¬ nia zanieczyszczen powoduje za mala wydajnosc przeplywu na jednostke powierzchni sita w porów¬ naniu z wydajnoscia jednostkowa dotychczas stoso¬ wanych sit wzglednie urzadzen oczyszczajacych. Pb- 5 zostaje zatem albo stosowanie sita separacyjnego o pozadanej wielkosci przeplywu którego zdolnosc oddzielania niepozadanych czastek od dopuszczal¬ nych dotyczyc bedzie pewnego zakresu wymiarów, co oznacza, ze sito nie stanowi bezwzglednej prze- 10 szkody, albo zastosowanie innego urzadzenia sepa¬ racyjnego takiego, którego wymiary perforacji sta¬ nowic beda bezwzgledna przeszkode dla niepozada¬ nych w zawiesinie czastek.Separacja przy uzyciu sit wzglednie ekranów, 15 wystepuje w procesie produkcji pulpy celulozowej i papieru w róznych fazach i w róznym stopniu.Kompletna operacja oczyszczania sklada sie z se¬ paracji wstepnej, zasadniczej jedno- lub dwustop¬ niowej i oczyszczania jedno- lub dwustopniowego 20 przy pomocy wirówek. Celem separacji wstepnej jest oddzielenie najwiekszych zanieczyszczen dla ulatwienia procesu separacji zasadniczej.Celem separacji zasadniczej jest oddzielenie za¬ nieczyszczen czasteczki, które maja ksztalt podlu- 25 zny i których najwiekszy przekrój poprzeczny jest wiekszy niz pinzakrój najwiekszego wlókna. Celem oczyszczenia na wirówkach jest oddzielenie zanie¬ czyszczen O' kulistym ksztalcie. Oprócz tych pod¬ stawowych celów, ekrany separacyjne moga byc 30 równiez stosowane dla innych celów na przyklad dla deflokulacji przed maszyna papiernicza.Dla osiagniecia wyzej wymienionych celów, skon¬ struowano duza ilosc separatorów i innych urzadzen oczyszczajacych. Ze wzgledu na rodzaj konstrukcji 35 i mechanizm dzialania sa one podzielone na trzy podstawowe grupy: separatory wibracyjne, separa¬ tory odsrodkowe i oczyszczacze wirowe.Separatory wibracyjne dziela sie na dwie grupy z których pierwsza wyposazona jest w plaskie sita 40 i druga, w których sita wibracyjne i obracajace sie maja ksztalt cylindryczny. Separatory wibracyjne pierwszego z wymienionych rodzajów wyposazone sa w poziome plaskie sita po których przeplywa zawiesina. Otwory sit utrzymuja sie w stanie otwar- 45 tym w wyniku puLsacji sita. W pewnych typach konstrukcji zawiesina jest dostarczana na spodnia strone sita.Wada plaskich separatorów wibracyjnych jest mala wydajnosc w porównaniu do zajmowanej 50 przestrzeni oraz kosztów inwestycji, operacyjnych i reperacji. Aktualnie, plaskie separatory wibra¬ cyjne sa bez wyjatku stosowane praktycznie z wy¬ soka czestotliwoscia wibracji i tylko dla celów wstepnej separacji. Obrotowe, wibrujace separatory 55 skonstruowane sa na zasadzie plaskich ekranów w celu ograniczenia niezbednej przestrzeni. Zawie¬ raja one beben obrotowy i plaszcz który stanowia plyty sita. Beben jest zanurzony w pulpie znajdu¬ jacej sie w kadzi i proces separacji nastepuje w cza- 60 s'e przechodzenia pulpy z zewnatrz do bebna. Os bebna podlega wibracji w kierunku prostopadlym do kierunku poosiowego. Zakres stosowania i cha¬ rakterystyka technologiczna sa w zasadzie identycz¬ ne z tymi wskaznikami dla plaskich separatorów 65 wibracyjnych z wyjatkiem mniejszego zapotrzebo¬ wania przestrzeni i -mniejszych tendencji do wytwa¬ rzania piany.Separatory odsrodkowe charakteryzuja sie tym, ze masa papiernicza zwana „injektem" jest zmu¬ szana do przeplywu, za pomoca obracajacych sie plytek, stycznie i z mala predkoscia poosiowa przez wnetrze cylindrycznego bebna sitowego. Separatory odsrodkowe czesto dzielone sa na dwie podgrupy, a mianowicie separatory otwarte i separatory ci¬ snieniowe zamkniete w zaleznosci od tego czy sito pracuje czesciowo (Czy calkowicie w roztworze.W zasadzie, otwarte separatory odsrodkowe skla¬ daja sie z walu z zamocowanymi skrzydlami obra¬ cajacymi sie w poziomym koszu sitowym. Zawiesina jest odprowadzana do kosza z jednego konca i zanie¬ czyszczenia sa wycofywane z konca drugiego.Oczyszczona zawiesina zbierana jest w kadzi znaj¬ dujacej sie pod koszem sitowym. Oczyszczenie po¬ wierzchni sit nastepuje w wyniku puLsacji w prze¬ plywie powodowanej przez przesuwanie sie skrzy¬ delek walu wzdluz powierzchni sit. Skrzydelka walu sa zwykle ukosne, pochylone dla ulatwienia prze¬ noszenia odrzutu z wnetrza kosza sitowego.Znane sa równiez inne konstrukcje separatorów tego typu. Na przyklad kosz sitowy moze' byc osa¬ dzony obrotowo i obracac sie, wyposazony moze byc w urzadzenie pulsacyjne oraz ewentualnie os kosza sitowego moze byc pionowa.Wadami otwartych separatorów odsrodkowych sa glównie: duza tendencja wytwarzania piany i czu¬ losc na zmiany obciazenia.Separatory odsrodkowe cisnieniowe stanowia krok naprzód w kierunku zupelnie zamknietego ukladu pulpy o zaletach takich jak na przyklad mniejsze pienienie, mniejsze ryzyko obcych elementów w pul¬ pie, latwiejsza instalacja itd.W separatorach odsrodkowych cisnieniowych za¬ wiesina uzyskuje ruch obrotowy w momencie wpro¬ wadzenia jej stycznie do separatora po czym wpro¬ wadzona jest z góry do kosza sitowego o pionowej osi. Poddana separacji i przydatna do dalszego pro¬ cesu masa papiernicza jest zbierana na zewnatrz kosza, zanieczyszczenaa natomiast jako odrzut wy¬ cofywane sa z dolnych czesci kosza. Czyszczenie po¬ wierzchni sit uzyskiwane jest przez ruch skrzydelek poruszajacych sie w przestrzeni pomiedzy powierz¬ chnia kosza sitowego a wewnetrzna wspólosiowa wkladka. W pewnych znanych rozwiazaniach kon¬ strukcyjnyeh wewnetrzna wkladka jest zastapiona dodatkowym koszem sitowym uzyskujac w ten spo¬ sób podwójny przeplyw separowanej zawiesiny.Trudnoscia wystepujaca w separatorach odsrod¬ kowych cisnieniowych jest tendencja do zatykania sie sit, co moze miec miejsce jezeli umiejscowienie i szybkosc obrotu skrzydelek jest niedostateczna.Trudnosc ta jest szczególnie duza przy separowaniu pulpy na drodze mechanicznej. Rezultaty separacji przy zastosowaniu separatorów odsrodkowych ci¬ snieniowych nie sa tej samej jakosci jak przy za¬ stosowaniu separatorów odsrodkowych otwartych, ' nawet pr/zy duzej ilosci odrzutu.Oczyszczacze wirowe naleza do typu aparatów w których efekty separacji uzyskuje sie wylacznie w wyniku dzialania sil odsrodkowych. Aparaty tego65079 typu nie posiadaja sit. Niemniej jednak, poniewaz oczyszczacze wirowe w pewnych przypadkach sa uzywane dla tego samego celu jak separatory sito¬ we sa zwiazane z problemem, który rozwiazuje niniejszy wynalazek. Oazyszczacze wirowe zbudo- 5 wane sa i pracuja na zasadzie takiej, ze zawiesina jest wprowadzona do cylindrycznego pojemnika, w którym uzyskuje ruoh obrotowy w wyniku wyso¬ kiej szybkosci stycznego wplywu do pojemnika w jego górnej czesci, przy czym w pojemniku wy- 10 stepuje jeden " wir zewnetrzny o stalej szybkosci katowej, z wyjatkiem cienkiej warstwy na scian¬ kach pojemnika, i jeden wir wewnetrzny z wzra¬ stajaca szybkoscia przeplywu ku srodkowi.Przez odprowadzenie wiru wewnetrznego przez 15 tak zwany wizjer wirowy, nastepuje separacja za¬ wiesiny o nizszej predkosci osadowej niz predkosc przewidziana konstrukcja oczyszczacza wirowego i wyznaczona predkoscia przeplywu. Przewazajaca czesc izawiesiny przechodzi spiralnie do wylotu 20 w dolnej czesci pojemnika. Zewnetrzny wir jest sukcesywnie kierowany do wiru wewnetrznego. Za¬ wiesina akceptowana (przydatna), która jest odpro¬ wadzona z wewnetrznego wiru zawiera zawiesiny o róznym czasie zatrzymania w oczyszczaczu i o róz- 25 nej czystosci.Oczyszczacze wirowe posiadaja szereg wad. Po¬ niewaz separacja, poza innymi czynnikami, jest uza- leznicna od geometrycznego ksztaltu, konieczne jest stosowanie róznych ksztaltów w zaleznosci od po- 30 tnzeby separowania róznych rodzai czasteczek. Do¬ bra separacja wymaga pulpy o niskim stezeniu, co oczywiscie powoduje zwiekszenie ilosci plynu poddawanego procesowi. Oczyszczacze wirowe wy¬ magaja wysokiego cisnienia, co, wraz z duza iloscia S5 zawiesiny powoduje wysokie zuzycie energii. Male stezenie zawiesiny wymaga w konsekwencji zwiek¬ szonych wydajnosci ukladów sciekowych.Badania przeprowadzone nad procesem separacji i ciczysizczania w znanej konstrukcji separatorach, 40 wykazaly w szczególnosci nastepujace wady.W separatorach wibracyjnych, proces separacji nastepuje glównie w wyniku przeszkody jaka sta¬ nowia dla duzych czasteczek otwory sit. Przy prze¬ plywie równoleglym do powierzchni sita i1 gra- 45 ciencie szybkosci blisko tej powierzchni, nastepuje niezalezne pomniejszenie wymiarów otworu i unie¬ mozliwienie tym samym przejscie czasteczek szcze¬ gólnie ciezszych i wydluzonych. Oczyszczenie za¬ tkanych w czasie procesu otworów uzyskiwane jest 50 przez wsteczny przeplyw przez sito.W separatorach odsrodkowych wykorzystywany jest rezultat dzialania sil odsrodkowyeh powodu¬ jacy, ze czasteczki o predkosci osadzania powyzej pewnej wartosci przechodza po zewnetrznej scianie, ss która w tym przypadku stanowi sito, wówczas gdy czasteczki o predkosci osadzania nizszej beda zatrzy¬ mywane w zawiesinie przez wtórny przeplyw, który wystepuje w obrotowym symetrycznym przeplywie.Z powyzszego wynika, ze zawiesina uzyteczna be- 60 dzie wzbogacona czasteczkami o wysokiej predkosci osadzania i malych wymiarach. Zatykanie otworów w sitach jest w przewazajacej wiekszosci spowodo¬ wane przez tak zwane drzazgi, oraz przez wlókna zwijajace sie na tylnej krawedzi otworów. 65 Oczyszczanie zatkanych otworów nastepuje w wy¬ niku polaczenia spadku wysokiej szybkosci prze¬ plywu równolegle do powierzchni sita i spadku ci¬ snienia nad powierzchnia sita spowodowanego zaklóceniem równowagi sil nad zatkanym otworem.Nie wystepuje tutaj przeplyw wsteczny przez otwo¬ ry sita w powiazaniu z przejsciem skrzydelek nad otworami.Szczególnie wazna cecha procesu separacji jest stale rozrywanie tworzacej sie wiezby miedzy wlók¬ nami, które moze spowodowac calkowite zatrzyma¬ nie ruchu czasteczek w zawiesinie. Jesli nawet nie wystepuje tak zwana flokulacja w separatorze, po¬ wstaja jednak inne rodzaje czasteczek o charakte¬ rystyce odmiennej od innych, które powoduja spa¬ dek wydajnosci i jakosci procesu separacyjnego.- Separatory wibracyjne wymagaja, dla dobrego funkcjonowania, nizszego stezenia zawiesin niz separatory odsrodkowe, wskutek faktu, ze pola sci¬ nania niszczace wiezbe miedzywlóknowa, nie sa tak silne w pierwszych z wymienionych separatorów.Lacznie z wirowym, tlumiacym charakterem dro¬ bin, równiez sila scinania powoduje, ze wysoka koncentracja zawiesiny ma korzystny wplyw na fwynijki separacji 'uzyskiwane wiseparatorach pd- srodkoiwych.Kierunki rozwojowe w przemysle papierniczym zmierzajace do stosowania wiekszych jednostek pro¬ dukcyjnych spowodowaly potrzebe zastosowania sysrteimu calkowicie zamknietego, wzglednie zasto¬ sowania jednostek o duzej wydajnosci i malym za¬ potrzebowaniu przestrzeni. Spowodowalo to, ze se¬ paratory wibracyjne o malej wydajnosci, znajduja zastosowanie tylko dla wstepnej separacji, to znaczy z duzymi otworami w sitach. Niska wydajnosc i przestrzennosc sa wadami zwiazanymi równiez z otwartymi separatorami odsrodkowymi.Inna wada jest dopuszczenie do uzytecznej pulpy niepozadanych czasteczek krótkich (piasek, kora itp.). Poza wadami takimi jak duza przestrzennosc i niebezpieczenstwo domieszek obcych zanieczysz¬ czajacych, do pulpy dostaje sie pewna ilosc powie¬ trza, która uniemozliwia stosowanie otwartych se¬ paratorów do pewnych celów, na przyklad do sepa¬ racji goracej pulpy i separacja przed maszyna pa¬ piernicza.Separatory odsrodkowe cisnieniowe, normalnie nie posiadaja tych wad, ale równoczesnie nie daja dobrych rezultatów separacji co uniemozliwia ich stosowanie przy wymogach wysokiej jakosci.Wymienione wyzej wady znanych separatorów dotycza w zasadzie ich konstrukcji. Studia nad za¬ sadami pracy tych separatorów wykazuja równiez szereg powaznych wadi.Zwiekszenie ilosci zanieczyszczen wystepujacych na powierzchni sit, powoduje zmniejszenie wydaj¬ nosci i wzrost ilosci drzazg w zawiesinie, zalezne od zmniejszania otwartej powierzchni w sitach ale równiez zalezne od zdolnosci tych zanieczyszczen do zatykania otworów w sitach.Wobec osadzania sie zanieczyszczen na powierz¬ chni sita, kazda pulsacja oczyszczajaca sito powo¬ duje zaburzenie w warstwie zanieczyszczen, które jest zwiazane z mozliwoscia przejscia drzazy przez sito. Zawiesina uzyteczna bedzie równiez wzboga-7 65079 8 eona o czasteczki o malych wymiarach i duzej predkosci osadzenia.Celem niniejszego wynalazku jest konstrukcja urzadzenia db oczyszczania i frakcjonowania czastek w zawiesinie zwlaszcza pulpy, pozbawionego omó¬ wionych wyzej wad znanych tego rodzaju urzadzen.Cel .wynalazku zostal osiagniety dzieki temu, ze powierzchnia poziomego przekroju pierscieniowej komory przeplywowej zawartej pomiedzy zewnetrz¬ nym pojemnikiem nieobrotowym a wspólosiowym z tym pojemnikiem obrotowym bebnem separacyj¬ nym zmniejsza sie równomiernie od górnej czesci plyty separacyjnej do górnej czesci pierscienia tej plyty.Beben przesiewajacy ma górna pokrywe o wielu lopatkach napedzajacych zawiesine w obszarze wplywania, które to lopatki nadaja zawiesinie pred¬ kosc styczna.Urzadzenie wedlug wynalazku oparte jest na za¬ sadzie cisnieniowej separacji odsrodkowej stosow¬ nie do której przeplyw zawiesiny uzytecznej za¬ chodzi z zewnetrznego nieobrotowego pojemnika przez element separacyjny db wnetrza obrotowego bebna separacyjnego, plaszcz którego stanowi wy¬ mieniony element separacyjny i który jest wspól¬ osiowy z zewnetrznym pojemnikiem.Proces separacji zanieczyszczen nastepuje w cza¬ sie równoczesnego ruchu obrotowego bebna sepa¬ racyjnego i przeplywu Couette zawiesiny wprowa¬ dzanej do pierscieniowej komjory miedzy sciankami pojemnika zewnetrznego i bebna separacyjnego.Wobec gwaltownego spadku szybkosci na powierz¬ chni elementu separacyjnego uzyskuje sie efekty czyszczenia bez szkodliwych zawirowan. Skrzydla do wstecznej pulsacji cisnieniowej umieszczone sa po stronie zawiesiny uzytkowej wewnatrz bebna se¬ paracyjnego.Przyplyw Couette jest przeplywem cieczy pomie¬ dzy dwoma równoleglymi plytami, gdy jedna z równoleglych plyt porusza sie równolegle wzgle¬ dem drugiej. Cylindryczny lub stozkowy przeplyw Couette jest przeplywem powstajacym w cieczy po¬ miedzy dwiema wspólosiowymi scianami walcowymi lub stozkowymi, gdy jedna z tych scian porusza sie wzgledem drugiej dzieki obrotowi jednej lub obu powierzchni wokól wspólnej osi.Wlasciwosci przeplywu Couette daja nastepujace mozliwosci przy rozdzielaniu i przesiewaniu. Sily odsrodkowe w zawiesinie wzrastaja w kierunku we¬ wnetrznej powierzchni obracajacego sie sita, co wy¬ wiera dodatni wplyw na rozdzielanie ciezkich cza¬ stek zblizajacych sie do obracajacego bebna prze¬ siewajacego. Niewielka predkosc zawiesiny skiero¬ wana wzdluz obwoidu zewnetrznego komory pier¬ scieniowej ulatwia wyplyw osiowy niepozadanych czastek na skutek dzialajacych w tym miejscu mniejszych sil odsrodkowych i korzystnego zwiek¬ szenia skladowej predkosci osiowej. Naprezenia w zawiesinie rozlozone sa równomiernie co umozli¬ wia dobra deflokulacje bez zawirowan utrudniaja¬ cych rozdzielenie, a tym samym umozliwia uzyska¬ nie duzej koncentracji zawiesiny. Duza predkosc zawiesiny w poblizu plyty sita daje dobry efekt rozdzielenia i zapobiega zapychaniu plyty sita.W calej pierscieniowej komorze przeplywowej utrzymuja sie zasadniczo takie same warunki prze¬ plywu.Urzadzenie wedlug wynalazku jest- uwidocznione w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym 5 fig. l — przedstawia schematyczne urzadzenie w przekroju pionowym, fig. 2 — przekrój poziomy wedlug linii II—II na fig. 1 skrzydla pulsacyjnego, fig. 3 — przekrój pionowy odmiennej postaci urza- dizenia wedlug wynalazku. 10 Strzalka na rysunkach oznaczaja kierunki prze¬ plywu.Urzadzenie zawiera cylindryczny nieobrotowy, pionowy pojemnik 1 ze znajdujacym sie w jego wnetrzu obrotowym, pionowym bebnem separacyj- 15 nym 8. Pojemnik 1 i beben separacyjny 3 sa wspól¬ osiowe i powierzchnie ich scian tworza przeplywo¬ wa komore pierscieniowa 5. Pojemnik 1 ma w swoim górnym koncu czesc wlotowa 7 i w dolnym koncu czesc wylotowa 9. Wewnatrz pojemnika 1 trwale 20 przymocowana do niego znajduje sie kolumna wsporcza 11 z lozyskami 13 pionowego, obrotowego walu 15 który jest wspólosiowy z pojemnikiem 1.Lekko zbiezny plaszcz bebna separacyjnego 3 wykonany jest z perforowanej plyty separacyjnej 25 17, której dolna czesc wyposazona jest w pelny, nieperforowany pierscien 19. Plaszcz 17 jest przy¬ mocowany w swojej górnej czesci do pokrywy 21 zamykajacej od góry beben separacyjny 3. Pokry¬ wa 21 jest przymocowana do walu obrotowego 15 30 i ma na swojej wierzchniej stronie lopatki nape¬ dzajace 23.Czesc wLotowa 7 zawiera rure wlotowa 25, która z równomiernie zmniejszajacym sie przekrojem ota¬ cza wraz z bebnem seperacyjnym 3, wspólosiowa 35 symetryczna komore wlotowa 27. Rura wlotowa 25 polaczona jest z wlotowa komora 27 przez jeden luib kilka otworów 29 poziomo przebiegajacych wokól obwodowej czesci komory 27. Dno komory wloto¬ wej 27 ma srodkowy okragly otwór wylotowy 31. 40 Pomiedzy pionowymi pretami 33 stanowiacymi przeszkode dlla wiekszych zanieczyszczen i unie¬ mozliwiajacych ich przejscie do komory wlotowej 27 znajduja sie szczeliny 29. Rura wlotowa 25 posiada na dnie nisze 35 sluzace do osadzania ciezkich za- 45 nieczyszczen które moga znajdowac sie w zawiesi¬ nie. Czesc wylotowa 9 zawiera rure wylotowa 37, która otacza dolna czesc plaszcza pojemnika 1.Przekrój rury wylotowej wzrasta równomiernie wokól obwodu pojemnika 1 w kierunku obwodu po- 50 jemnika 1 w kierunku otworu wylotowego 39. Ru¬ ra wylotowa 37 jest polaczona z komora pierscienio¬ wa 5 przez otwór 41 przebiegajacy wzdluz obwodu pojemnika, 1. Wylotowa czesc 9 pojemnika 1 jest równiez wyposazona w rure wylotowa 43, która la- 55 czy przestrzen pomiedzy kolumna wsporcza 11 i wnetrzem bebna seperacyjnego 3 z wylotem 45.Nieoibrotowa kolumna wsporcza 11 wyposazona jest w zamocowane na niej lopatki pulsacyjne 47 wy¬ suniete wzdluz w najblizszym sasiedztwie we- 60 wnetrznej powierzchni plaszcza bebna separacyjne¬ go 3.Odimienna postac wykonania lopatek pulsacyj¬ nych przedstawiona jest na fig. 2.Odimienne (fig. 3) rozwiazanie urzadzenia wedlug 65 wynalazku, w porównaniu z konstrukcja przedsta-»9 65079 10 wiona na fig. 4, dotyczy glównie plaszcza bebna separacyjnego 3 i lopatek pulsacyjnych. Plaszcz be¬ bna separacyjnego 3 w tym odimiennym rozwiaza¬ niu zawiera szereg plyt o ksztalcie scietych stoz¬ ków 49. Sasiadujace strony przeciwleglych zbiez¬ nych elementów separacyjnych polaczone sa wza¬ jemnie szeregiem promieniowych, osiowych scia¬ nek 51. Na zewnatrz bebna separacyjnego 3 i wzdluz niego znajduje sie szereg promieniowych napedzajacych lopatek 53.Kolumna wspoiroza 11 wyposazona jest w zamoco¬ wany zespól 55 elementów pulsacyjnych zlozony z promienisto ustawionych pretów 57 wyposazonych w lopatki 59 znajdujace sie w bezposrednim sa¬ siedztwie plytek separacyjnych 49. Plaszcz pojemni¬ ka 1 wyposazony jest w element 61 umozliwiajacy dostarczanie wody rozcienczajacej do komory pier¬ scieniowej 5.Urzadzenie wedlug wynalazku dziala w nastepu¬ jacy sposób: masa papiernicza bedaca przedmiotem separacji1 (injekt) sprowadzona zostaje pod cisnie¬ niem pnzez czesc wlotowa 7 do komory pierscienio¬ wej 5. Poniewaz beben separacyjny 3 na swojej po¬ krywie 21 wyposazony jest w napedzajace lopatki 23 i sztywno zwiazany z walem 15, obrót walu powo¬ duje obrotowy poobwodowy przeplyw zawiesiny do komory pierscieniowej 5.W wyniku sil odsrodkowych wystepujacych w ma¬ sie, czastki o predkosci osadzania przekraczajacej pewna wielkosc, zostaja szybko przeniesione na po¬ wierzchnie plaszcza pojemnika 1 i w dalszej kolej¬ nosci przeslizguja sie wzdluz tej powierzchni. Cylin¬ dryczny przeplyw Couette, który powstaje w za¬ wiesinie pomiedzy nieobracajaca sie wewnetrzna pionowa powierzchnia obudowy pojemnika 1 i obra¬ cajaca sie w zasadzie pionowo, zewnetrzna powierz¬ chnia plaszcza bebna separacyjnego 3, powoduje, ze czasteczki o nizszej predkosci osadzania zatrzymane sa w zawiesinie przez towarzyszace podwójne wiry Toylor'a które w przeplywach Couette wystepuja po obwodzie.Wymieniony przeplyw Couette ma zasadniczy wplyw na proces separacji ze wzgledu na szybki wzrost predkosci obrotowej w kierunku zmniejsza¬ jacego sie promienia obrotu w czasie którego od¬ srodkowe przyspieszeniie ciezszych czasteczek wzra¬ sta w miare zblizania sie tych czastek do obraca¬ jacego sie elementu separacyjnego 17. Dla umozli¬ wienia rozpoczecia procesu separacji przed tym za¬ nim wplywajaca zawiesina osiagnie górny poziom perforowanej czesci elementu separacji 17, czesc wlotowa 7 pomiedzy obudowa pojemnika 1 i piono¬ wa czescia pokrywy 21 na bebnie separacyjnym 3 tworzy przestrzen stabilizacji przeplywu. Ta przestrzen i odpowiadajaca przestrzen stabilizacji przeplywu ponizej dolnego poziomu perforowanej plyty separacyjnej 17, pomiedzy obudbwa pojemni¬ ka 1 i pierscieniem 19 bebna separacyjnego ma za zadanie zredukowanie zaburzen przeplywu powy¬ zej i ponizej komory pierscieniowej 5 co ma wplyw na regularnosc przeplywu Couette w komorze 5.Zewnetrza warstwa zawiesiny zawierajaca zanie¬ czyszczenia jest w wyniku osiowej skladowej pred¬ kosci przeplywu w komorze pierscieniowej 5 odpro¬ wadzana jako odpad. Pod cisnieniem wplywajacej zawiesiny, zawiesina zawierajaca dopuszczalne uzy¬ teczne czastki, przechodzi przez otwory w obraca¬ jacym sie elemencie separacyjnym do wnetrza be¬ bna 3. Gwaltowny spadek predkosci wzdluz otbracajaoego sie elementu separacyjnego 17 stanowi selektywnie dzialajaca przeszkode zapo¬ biegajaca przeplynieciu zanieczyszczen. Wymiary otworów w elemencie separacyjnym stanowia ab¬ solutna przeszkode dla czasteczek o wymiarach wyz¬ szych od zalozonych, niezaleznie od gestosci tych czasteczek w porównaniu z gestoscia zawiesiny.Oczyszczanie elementu separacyjnego 17 dokony¬ wane jest za pomoca pulsów cisnienia wstecznego zawiesiny uzytecznej przez otwory w elemencie se¬ paracyjnym 17. Impulsy wstecznego cisnienia spo¬ wodowane sa przez cisnienie powstajace w klino¬ watej szczelinie pomiedzy lopatkami pulsacyjny¬ mi 47 i wewnetrzna powierzchnia elementu sepa¬ racyjnego 17 podczas obrotu bebna 3. Oczyszcze¬ nie jest ulatwione w wyniku dzialania sil odsrodko¬ wych i gwaltownego spadku szybkosci w zawiesi¬ nie znajdujacej sie na zewnatrz elementu separa¬ cyjnego 17 co zapobiega zatykaniu.Czesc wlotowa 7 moze byc skonstruowana w rózny sposób odpowiadajacy róznym zadaniom. Prety 33 pomiedzy którymi znajduja sie szczeliny 29 i które maja za zadanie zatrzymanie wiekszych zanieczysz¬ czen i dzialanie jako wyrównacz przeplywu, moga byc zastapione przez cylindryczna perforowana ply¬ tke. Komora wHotowa 27 moze byc wykonana w taki sposób, ze jej dno jest oddalone od pojemnika 1 i polaczone z lopatkami kierujacymi 23 na pokry¬ wie 21 obracajacego sie bebna separacyjnego.Przy promieniowym wplywie zawiesiny do wne¬ trza komory wlotowej 27, obwodowa szybkosc prze¬ plywu wzrasta podczas gdy róznica szybkosci po¬ miedzy zawiesina i obracajacym sie bebnem separa¬ cyjnym 3 w otworze centralnym 31 bedzie zreduko¬ wana albo calkowicie wyeliminowana. W czasie wplywu zawiesiny do komory wlotowej 27 naste¬ puje separacja powietrza z zawiesiny i w tym celu komora ta posiada elementy odprowadzajace po¬ wietrze. Zawiesina wprowadzona na drodze od ot¬ woru wylotowego 31 do komory pierscieniowej 5 uzyskuje przyspieszenie obwodowe i w zaleznosci od wymiarów i ksztaltu drogi przeplywu, predkosc promieniowa jest zmienna kolejno, na przyklad za¬ chodzi opóznienie — przyspieszenie — opóznienie.Przeplyw zmienia równiez kierunek co ma dodatnie znaczenie dla separacji zanieczyszczen i rozbijanie wiezby wlóknistej zawiesiny. Zmiennosc szybkosci jest ograniczona do takich wartosci przy których zaburzenia przeplywu przy zmianie kierunku sa nieistotne.Jak pokazano na fig. 3, separacyjny beben 3 moze byc zaopatrzony w zamocowane plytki 53 które zmniejszaja przeplyw Couette bez zmniejszania ob¬ szaru poziomego przekroju pierscieniowej komory 5.W celoi zabezpieczenia przed wirowym unoszeniem zewnetrznej, bogatej w zanieczyszczenia warstwy zawiesiny w pierscieniowej komorze 5, zastosowana jest stosunkowo dluza ilosc plytek 53. Plaszcz sepa¬ racyjnego bebna 3 jest zbudowany jak pokazano na fig. 3, z pewnej ilosci trapezowych separacyjnych plytek 49 zewnetrzne strony których polaczone sa 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6065079 11 12 z odpowiadajacymi promieniowymi posrednimi scian¬ kami 51. Separacja zawiesiny czastkowej w pierscie¬ niowej komorze 5 nastepuje w przeplywie cylin¬ drycznym Couette poniewaz zawiesina znajdujaca sie w przestrzeniach miedzy separacyjnymi plytka- 5 mi 49 i posrednimi sciankami 51 podlega rotacji wraz z bebnem.W czasie oczyszczania specjalnych rodzajów za¬ wiesiny pozadanym jest dodawanie do komory 5 wody rozcienczajacej. Dla tego celu plaszcz pojem- 10 nika 1 wyposazony jest w szczeliny 61 skierowane w sposób pozwalajacy uniknac zawirowan warstwy zanieczyszczen na plaszczu pojemnika 1. W kon¬ strukcji moga byc latwo dokonane poprawki zmniej- sizajace czas przetrzymywania zanieczyszczen. Szcze- 15 liny wylotowe odrzuconej czesci zawiesiny sa wy¬ konane w obudowie pojemnika 1 a lopatki 53 wzdluz obwodowej czesci separacyjnego bebna 3 sa wyko¬ nane w ksztalcie spiralnym.. Urzadzenie zostalo omówione w oparciu o przy- 20 klad jego wykonania, których moze istniec kilka w ramach jego istotnych cech. PL PL

Claims (10)

1. Zastrzezenia patentowe 25 l'. Urzadzenie do oczyszczania i frakcjonowania czastek w zawiesinie zwlaszcza pulpy, w którym od¬ dziela sie od zawiesiny niepozadane czastki o wie¬ kszych szybkosciach sedymentacji i niepozadane 30 czastki o wiekszych rozmiarach, niz czastki uzy¬ teczne, skladajace sie z zamknietego cylindrycznego lub stozkowego nieobrotowego, pionowego pojemni¬ ka na zawiesine i ze znajdujacego sie w jego wne¬ trzu obrotowego pionowego bebna separacyjnego, 35 którego plasizoz zawiera co najmniej jedna plyte separacyjna wewnatrz pojemnika ustawiona wspól¬ osiowo z pojemnikiem, przy czym wspomniana ply¬ ta separacyjna posiada efektywna powierzchnie, umozliwiajaca utrzymanie przeplywu Couette 4e w pierscieniowej komorze przeplywowej ograniczo¬ ne plyta separacyjna i sciana pojemnika, zawierajace czesc wlotowa do wprowadzania zawiesiny do pier¬ scieniowej komory przeplywowej, wylot umieszczo¬ ny przy zewnetrznej scianie pojemnika sluzacy do 45 odprowadzania odrzuconej czesci zawiesmy zawie¬ rajacej niepozadane czasteczki z pierscieniowej ko¬ mory przeplywowej, aiure wylotowa do odprowa¬ dzania przesianej uzytecznej porcji zawiesiny z cze¬ sci pojemnika wewnatrz pierscieniowego bebna 50 przesiewajacego, przy czyni beben przesiewajacy jest obrotowy, dla nadania zawiesinie wprowadzo¬ nej do pierscieniowej komory przeplywowej prze¬ plywu Couette, w rezultacie czego niepozadane czastki o duzych predkosciach sedymentacji sa prze- 55 mieszczane przez sily odsrodkowe do zewnetrznej sciany pojemnika, a pozostala czesc zawiesiny jest przesiewana, przy czym czesc uzyteczna zawiesiny przemieszczana jest dosrodkowo poprzez plyte se¬ paracyjna, znamienne tym, ze pierscieniowa komora 60 przeplywowa (5) ma powierzchnie w poziomym przekroju zmniejszajaca sie równo od górnej czesci plyty separacyjnej (17) dlo górnej czesci pierscie¬ nia (19) tej plyty, przy czym beben separacyjny (3) zawiera pokrywe górna (21) o wielu lopatkach (23) napedzajacych zawiesine w obszarze jej wplywa¬ nia, dla nadania jej obwodowej skladowej sily.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wlotowa czesc (7) pierscieniowej komory prze¬ plywowej (5) zawiera rure wlotowa (25), która z rów¬ no zmniejszajacym sie polem przekroju, otacza jed¬ na symetryczna wspólosiowa z bebnem przesiewa¬ jacym (3), komore wlotowa (27), z która rura wlo¬ towa (25) laczy sie przez jeden lub kilka otwo¬ rów (29) umiejscowionych na obwodzie komory wlo¬ towej (27), podczas gdy calkowita powierzchnia przekroju otworów (29) jest zasadniczo równo roz¬ lozona na obwodzie komory wlotowej (27), a dno komory wlotowej (27) jest wyposazone w centralny otwór wylotowy (31).

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze otwór (29) ma postac poziomej szczeliny o stalej wysokosci przebiegajacej wzdluz calego obwodu ko¬ mory wlotowej (27).

4. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 3, zna¬ mienna tym, ze szczelina (29) jest wyposazona w du¬ za liczbe pionowych pretów (33).

5. Urzadzenie wedlug zastrz, 1, znamienne tym, ze czesc wylotowa (9) z pierscieniowej komory przeplywowej (5) dla zawiesiny zawierajacej czastki niepozadane zawiera wylotowa rure (37), która z równo Wzrastajaca powierzchnia przekroju w kie¬ runku otworu wylotowego (39) otacza plaszcz po¬ jemnika (1) i która laczy sie z pierscieniowa komo¬ ra przeplywowa przez jeden lub kilka otworów (41) umieszczonych na obwodzie plaszcza pojemnika (1), podczas gdy calkowite pole powierzchni przeplywu otworów (41) jest zasadniczo równo rozlozone do¬ okola obwodu plaszcza.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze otwór (41) ma postac poziomej szczeliny o sta¬ lej wysokosci, biegnacej dokola calego obwodu plaszcza pojemnika (1).

7. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tym, ze zawiera pewna liczbe promieniowych lopatek napedzajacych (53) ustawionych zwlaszcza w kierunku dlugosci lub na linii srubowej wzdluz zewnetrznej powienzohni bebna separacyjnego (3).

8. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tym, ze plaszcz bebna separacyjnego (3), zawiera pewna liczbe plyt sit o ksztalcie scietych stoz¬ ków (49) polaczonych ize soba, pomiedzy których zewnetrznymi powierzchniami znajduje sie pewna liczba posrednich promieniowych osiowych scia¬ nek (51).

9. Urzadzenie wedlug zastrz. 1—8, znamiene tym, ze zawiera jedna lub kilka lopatek pulsacyj¬ nych (47, 59), zamocowanych na stale wewnatrz bebna separacyjnego (3) dla oczyszczenia otworów sita w czasie obrotu bebna.

10. Urzadzenie wedlug zastrz. 9, znamienne tym, ze lopatki pulsacyjne (47, 59) sa -ustawione wzdluz osi na wewnetrznej powierzchni bebna separacyj¬ nego (3).KI. 55 d, 2/01 65079 MKP D 21 f 1/74 Fig.1 Uc^ Fig.2 -LiL_i PL PL