SE469599B - Foerfarande och anordning foer separering av fibersuspensioner - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 469 599 2 gående sidor under drift, får skivorna ej roteras snabbare än att grovfraktionen kan rinna nedåt och av skivorna, trots den uppåtriktade medbringande verkan som grovfraktionen utsätts för av skivorna på deras uppàtgående sidor. Den kända anord- ningens skivor, som har en diameter av cirka tre meter, roteras därför relativt långsamt under drift med högst några få varv per minut. Till följd härav rengörs filtermedierna helt medelst rengöringsmunstyckena endast några få gånger per minut. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förbättrat förfarande av här aktuellt slag, som medför högre flödeskapacitet per ytenhet hos filtermediet och som för- bättrar separeringseffektiviteten.

Detta ändamål uppnås medelst ett förfarande av det inled- ningsvis angivna slaget, vilket huvudsakligen utmärks av att under sprutningen av fibersuspensionen roteras filtermediet med en sådan hastighet att bildad grovfraktion som är i kontakt med filtermediet medbringas i rotation av detta och utsätts för centrifugalkrafter, som tvingar grovfraktionen att lämna filtermediet.

Härigenom avlägsnas bildad grovfraktion snabbt, vilket medför den fördelen att filtermediets kapacitet kan ökas, jämfört med det ovan beskrivna kända förfarandet. Med andra ord kan filtermediet belastas med ett större flöde per ytenhet.

Dessutom kan separeringseffektiviteten förbättras, eftersom den relativt höga rotationshastighet som filtermediet måste bibringas, för att den bildade grova fraktionen ska utsättas för tillräckligt starka centrifugalkrafter, medför att fil- termediet kan passera stationära rengöringsmunstycken med en högre frekvens än tidigare, så att filtermediet rengörs oftare. 10 15 20 25 30 35 s 469 599 Filtermediet kan bilda många olika former, t.ex. en vertikal roterbar cylinder, en vertikal roterbar kon eller en ring- formig roterbar skiva. Med filtermediet utbildat som en vertikal cylinder eller kon sprutas fibersuspensionen mot filtermediets utsida, så att grovfraktion som bildas på filtermediet medbringas av detta och slungas av filtermediet tangentiellt från detta, medan finfraktion som passerar genom filtermediet faller av tyngdkraftens påverkan ned till ett avlopp mitt under cylindern eller konen.

Företrädevis bildar filtermediet en ringformig skiva, som kan vara horisontell eller vertikal. Skivan roteras härvid om- kring sitt centrum. Det har visat sig att vid påsprutning av skivan med en fibersuspension, vars fiberhalt är mellan 0,6 och 1,2 %, bör skivan roteras omkring sitt centrum så att filtermediets hastighet är minst 2,3 m/s. Vid denna hastighet uppstår sådana starka centrifugalkrafter på medbringad grov- fraktion att under endast en bråkdel av skivans rotationsvarv transporteras grovfraktionen mot skivans radiellt yttre ände och bort från.skivan. På grund härav kan fibersuspensionen sprutas via ett stort antal separata sprutzoner, som är fördelade omkring skivans omkrets och belägna på avstånd från varandra i skivans omkretsriktning, utan att grovfraktion som bildas på skivan via en sprutzon, kommer i vägen för fiber- suspension som sprutas på skivan via någon annan sprutzon.

Detta medför att filtermediets kapacitet kan ökas ytterliga- IG.

Föreliggande uppfinning avser även en ny anordning för sepa- rering av en fibersuspension, innefattande ett hus, en roter- bar axel, som sträcker sig i huset, minst en cirkulär ring- formig skiva, som består av ett filtermedium och som är fäst väsentligen vinkelrätt mot axeln koaxiellt med denna, minst ett sprutorgan inrättat att spruta fibersuspension i form av en högtrycksstrále mot en sida av skivan, så att under drift 10 15 20 25 30 35 469 599 4 en grovfraktion av fibersuspensionen bildas på den sida av skivan som besprutas med fibersuspension, medan en finfrak- tion av fibersuspensionen bildas pá den sida av skivan som ej besprutas med fibersuspension, och medel för rotation av axeln och den ringformiga skivan.

Den nya anordningen utmärks huvudsakligen av att nämnda rotationsmedel är inrättat att rotera axeln och skivan med en sådan hastighet att bildad grovfraktion som är i kontakt med filtermediet medbringas i rotation av filtermediet och ut- sätts för centrifugalkrafter, som tvingar grovfraktionen att lämna filtermediet.

Enligt en föredragen utföringsfcrm av den nya ancrdningen, i vilken skivan roteras omkring en centrumaxel, och varvid fibersuspensionen som ska separeras har en fiberhalt som är mellan 0,6 och 1,2 %, befinner sig den ringformiga skivans radiellt inre omkrets på ett sådant minimiavstànd från nämnda centrumaxel att följande villkor uppfylls: Rmin 2 Vmin ' 60 2 n n Rmin = minimiavstàndet frán centrumaxeln i meter Vmin = skivans hastighet i meter/sekund på mini- miavstàndet Rmin från centrumaxeln n = skivans varvtal i varv/minut - varvid skivans hastighet pá nämnda minimiavstànd fràn centrumaxeln är minst 2,3 meter/sekund.

För förhindrande av att ett vätskeskikt, som är svàrgenom- trängligt för strålarna av fibersuspension, ska bildas på filtermediet under drift av den nya anordningen befinner sig 10 15 20 25 30 35 s 469 599 dessutom den ringformiga skivans radiellt yttre omkrets lämpligen på ett sådant maximiavstánd från nämnda centrumaxel att följande villkor uppfylls: Rmax S Vmax ' 60 2 n n Rmax maximiavståndet från centrumaxeln i meter Vmax skivans hastighet i meter/sekund på maximi- avståndet Rmax från centrumaxeln n = skivans varvtal i varv/min. - varvid skivans hastighet på nämnda maximiavstánd från centrumaxeln är högst 5,2 meter/sekund.

De ovan nämnda gränsvärdena för minimi- och maximihastig- heterna för skivans hastighet på nämnda minimi- resp. maximi- avstánd från centrumaxeln har medelst en provutrustning fastställts experimentellt, vilket beskrivs i det följande.

Provutrustningen innefattade en cirkulär ringformig skiva, som bestod av ett filtermedium och som hade en innerradie: Rmin 0,62 m, och en ytterradie: Rmax 1,23 m. Således var skivans medelradie: Rmed = 0,93 m. Ett sprutmunstycke var fast anordnat på 150 mm avstånd från filtermediet och inrättat att spruta en helt fylld konisk vätskestråle med 45 graders konvinkel mot fil- termediet.

Vätskan som testades bestod av en fibersuspension med en fiberhalt av cirka 0,8 % och som innehöll fina föroreningar.

Medelst sprutmunstycket sprutades fibersuspensionen på fil- termediet med ett flöde av 114 liter/minut. 10 15 20 25 30 35 469 599 e Under ett första deltest roterades skivan med ett varvtal av 20 rpm, varvid separeringseffektiviteten undersöktes vid skivans Rmin, Rmed resp. Rmax. Därefter rengjordes filterme- diet, varefter ett andra deltest genomfördes, vid vilket skivans varvtal ökades med 5 rpm till 25 rpm. Pá detta sätt genomfördes sammanlagt sju deltester med stegvist ökat varv- tal av 5 rpm enligt nedanstående tabell: Skivans varvtal (rpm) 20 25 30 35 40 45 50 Vmax 2,6 3,2 3,9 4,5 5,2 5,8 6,5 Vmed 1,9 2,4 2,9 3,4 3,9 4,4 4,8 Vmin 1,3 1,6 1,9 2,3 2,6 2,9 3,2 I tabellen anger Vmax, Vmed och Vmin filtermediets hastighet relativt sprutmunstycket vid skivans radier Rmax, Rmed resp,.

Rmin.

Det befanns att separeringseffektiviteten försämrades radi- kalt vid hastigheter hos filtermediet som understeg 2,3 m/s.

Dessutom befanns det att separeringseffektiviteten tydligt försämrades vid hastigheter hos filtermediet som översteg 5,2 m/s. Filtermediets optimala medelhastighet Vmed blev därför 3,7 m/s, vilket motsvarar ett optimalt varvtal hos den testa- de skivan av 38 rpm.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till den bifogade ritningen, på vilken figur l visar ett snitt genom en föredragen utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning, och figur 2 visar en vy av ett snitt längs linjen II-II i figur 1.

Den i figuren visade anordningen innefattar ett hus l, i vilket fyra cirkulära vertikala skivor 2, 3, 3a och 4 är fästa efter varandra på en horisontell axel 5 vinkelrätt mot 10 15 20 25 30 35 och koaxiellt med axeln 5. Axeln 5 är roterbart lagrad i huset 1 och kopplad till en drivmotor 6. Var och en av skivorna 2- 4 är försedd med ett cirkulärt ringformigt fil- termedium 7.

Två ringformiga ihåliga fördelningsskivor 8 är anordnade mitt emellan skivorna 2 och 3 respektive 3a och 4. Varje fördel- ningsskiva 8 är fäst i huset 1 och är försedd med ett inlopp 9 för en fibersuspension som ska separeras. Ett stort antal (här femtiosex) sprutmunstycken 10 är anordnade på varje sida av fördelningsskivorna 8 och sträcker sig vinkelrätt ut från dessa. Sprutmunstyckena 10 är så positionerade på varje fördelningsskiva 8 att grupper om fyra sprutmunstycken 10 i varje grupp bildas, varvid sprutmunstyckena 10 i varje grupp bildar en rad ll av sprutmunstycken 10, som sträcker sig från fördelningsskivans 8 radiellt inre ände till fördelnings- skivans 8 radiellt yttre ände och som kröker sig framåt i filterskivornas 2-4 rotationsriktning.

Varje fördelningsskiva 8 har ett avbrott i dess omkrets vid toppen av fördelningsskivorna 8. Ett stationärt rörformigt rengöringsorgan 12, som är anordnat vid varje skiva 2-4, sträcker sig mitt för varje avbrott hos fördelningsskivorna 8 och är inrättat att spruta rengöringsvätska, såsom vatten, under högt tryck mot filtermediet hos varje skiva 2-4.

En stationär ringformig mellanvägg 13 sträcker sig mellan skivornas 3 och 3a båda motstående filtermedia 7. Mellan- väggen 13 har till uppgift att avlänka bildade strålar av finfraktion, så att dessa ej träffar något av filtermedierna 7.

I botten av huset finns utlopp 14 för grovfraktion och utlopp 15 för finfraktion. 10 15 20 25 469 599 8 Under drift roteras skivorna 2-4 medelst drivmotorn 6 samti- digt som en fibersuspension som ska separeras pumpas in i de ihåliga fördelníngsskivorna 8 via inloppen 9. Via sprutmun- Q styckena 10 sprutas fibersuspensionen från fördelningsskivor- nas 8 inre under högt tryck mot skivornas 2-4 resp. filterme- dia 7, varvid en finfraktion av fibersuspensionen passerar genom filtermedierna 7, medan en grovfraktion av fiber- suspensionen bildas utanför skivorna 2-4. Finfraktionen faller ned mot husets 1 botten och töms från huset 1 via utloppen 15. Grovfraktion som kommer i kontakt med filter- medierna 7 medbringas av dessa, så att grovfraktionen under påverkan av centrifugalkrafter slungas bort från skivorna 2- 4. Nämnda bortslungade grovfraktion rinner huvudsakligen utmed husets 1 innervägg mot husets 1 botten och töms från huset 1 via utloppen 14.

Skivornas 2-4 varvtal justeras medelst drivmotorn 6, så att grovfraktion, som bildas på ett område av filtermediet 7 hos varje skiva 2-4 under sprutning av fibersuspension medelst någon av raderna 11 av sprutmunstycken 10, hinner väsentligen slungas av filtermediet 7 innan nämnda område av filtermediet träffas på nytt av fibersuspension från nästföljande rad 11 av sprutmunstycken 10. Således har optimalt varvtal av ski- vorna 2-4 inställts när grovfraktion som kontaktar filterme- dierna 7 bildar vätskeströmmar på filtermedierna väsentligen mellan raderna 11 av sprutmunstycken 10.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 9 469 599 Patentkrav
1. l. Förfarande för separering av fibersuspensioner, varvid en fibersuspension som ska separeras sprutas under högt tryck mot ett filtermedium (7), så att en finfraktion av fiber- suspensionen passerar genom filtermediet, medan en grovfrak- tion av fibersuspensionen bildas som ej passerar genom fil- termediet, k ä n n e t e c k n a t a v att under sprut- ningen av fibersuspensionen roteras filtermediet (7) med en sådan hastighet att bildad grovfraktion som är i kontakt med filtermediet medbringas i rotation av detta och utsätts för centrifugalkrafter, som tvingar grovfraktionen att lämna filtermediet.
2. 2. Förfarande enligt krav l, varvid fibersuspensionens fiberhalt är mellan 0,6 och 1,2 % och filtermediet (7) bildar en ringformig skiva (2-4) med ett centrum, k ä n n e - t e c k n a t a v att skivan (2-4) roteras omkring sitt centrum så att filtermediets (7) hastighet är minst 2,3 m/s.
3. 3. Anordning för separering av en fibersuspension, innefat- tande ett hus (1), en roterbar axel (5), som sträcker sig i huset, minst en cirkulär ringformig skiva (2-4), som består av ett filtermedium (7) och som är fäst väsentligen vinkel- rätt mot axeln koaxiellt med denna, minst ett sprutorgan (10) inrättat att spruta fibersuspension i form av en högtrycks- strâle mot en sida av skivan, så att under drift en grov- fraktion av fibersuspensionen bildas på den sida av skivan som besprutas med fibersuspension, medan en finfraktion av fibersuspensionen bildas på den sida av skivan som ej be- sprutas med fibersuspension, och medel (6) för rotation av axeln och den ringformiga skivan (2-4), k ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda rotationsmedel (6) är inrättat att rotera axeln (5) och skivan (2-4) med en sådan hastighet att bildad grovfraktion som är i kontakt med filtermediet (7) 10 15 20 25 30 35 469 599 10 medbringas i rotation av filtermediet och utsätts för centri- fugalkrafter, som tvingar grovfraktionen att lämna filterme- diet.
4. 4. Anordning enligt krav 3, i vilken skivan (2-4) roteras omkring en centrumaxel, varvid fibersuspensionen som ska separeras har en fiberhalt som är mellan 0,6 och 1,2 %, k ä n n e t e c k n a d a v att - den ringformiga skivans (2-4) radiellt inre omkrets be- finner sig på ett sådant minimiavstànd (Rmin) från nämnda centrumaxel att följande villkor uppfylls: Rmin 2 Vmin ° 60 2 n n Rmin = minimiavstàndet från centrumaxeln i meter Vmin = skivans (2-4) hastighet i meter/sekund på minimiavstàndet Rmin från centrumaxeln n = skivans varvtal i varv/minut - varvid skivans (2-4) hastighet (Vmin) på nämnda minimiavstànd (Rmin) från centrumaxeln är minst 2,3 meter/sekund.
5. 5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e o k n a d a v att den ringformiga skivans (2-4) radiellt yttre omkrets befinner sig på ett sådant maximiavstànd (Rmax) från nämnda centrumaxel att följande villkor uppfylls: Rmax 5 Vmax ' 60 2 n n Rmax maximiavstàndet från centrumaxeln i meter 469 599 ll skivans (2-4) hastighet i meter/sekund på minimiavstàndet Rmax från centrumaxeln Vmax skivans varvtal i varv/minut 23 n varvid skivans (2-4) hastighet (Vmax) på nämnda maximiavstånd (Rmax) från centrumaxeln är högst 5,2 meter/sekund.