SE502064C2 - Sätt och anordning för utmatning av fibermassa - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 502 064 inte hinner blandas med varandra och homogeniseras väl, innan skraporna driver ut massan mot och över överloppskanten.

Det är från diffusörtekniken även känt att tillföra tvättvätska via dysor till en diffusör på väsentligt djup under utmatningsskraporna.

Ett tidigt exempel på denna teknik beskrivs i SE 225 8l4. Det är emellertid här fråga enbart om tillförsel av tvättvätska, som tas upp av diffusören och avleds genom denna, vilket innebär att någon I spädning av den fibermassa som matas uppåt genom den cylindriska behållaren inte sker.

En annan känd diffusörteknik är även att späda massa med späddysor fästade vid en roterande arm, men då är armen nedsänkt i massan och ej försedd med skrapblad.

KoRT REnoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Uppfinningen syftar till att dels underlätta utmatningen av massa över en överloppskant i den övre änden av en cylindrisk behållare, genom vilken massan, som är suspenderad i en vätska, matas kontinuerligt nedifrån och uppåt, företrädesvis utmatning av fibermassa i toppen av ett blektorn, dels späda massan i väsentlig grad, dels åstadkomma en effektiv homogenisering av fibermassan och spädvätskan.

Dessa och andra syften kan uppnås därigenom att massan späds på en nivå under massans yta genom ett flertal dysor, som är nedsänkta i massan och som roteras runt behållarens vertikala centrumlinje, med så mycket spädvätska att mängden vätska i skiktet mellan dysorna och fibermassasuspensionens övre yta ökas med åtminstone 50 %, företrädes- vis med âtminstone 100 %, och att den genom behållaren uppmatade massan och spädvätskan blandas väl med varandra till en väsentligen homogen suspension med hjälp av roterande skrapor vilka är nedsänkta i suspensionens ytskikt och, samtidigt som de homogeniserar blandningen, för suspensionen utåt mot och slutligen över överloppskanten.

Mer bestämt sker spädningen på ett sådant djup under massans yta, vilket är tillräckligt stort för att spädvätskan i önskvärd grad skall 10 l5 20 25 30 35 502 064 hinna blandas med den förhållandevis koncentrerade fibermassa som matas upp underifrån i den cylindriska behållaren, innan fibermassan och spädvätskan når upp till skraporna och homogeniseras av dessa.

Samtidigt skall inte de roterande dysorna sträcka sig så djupt ned i massan att de ger hela massapelaren i den cylindriska behållaren en tendens att rotera. Lämpligen bör späddysorna vara försänkta till ett djup i fibermassan vilket är så valt att den uppåtstigande fibermassa- suspensionens medelgångtid, och därmed spädvätskans inblandningstid, i ytskiktet mellan dysor och skrapor kommer att uppgå till mellan 3 och 30 sek, företrädesvis till mellan 5 och 20 sek. Späddysornas djup bör med andra ord anpassas till fibermassapelarens uppåtriktade rörelse- hastighet i den cylindriska behållaren.

Lämpligen sprutas spädvätskan ut bakåt genom dysorna i de spår som dysorna gör i fibermassan vid sin rotation.

Lämpligen är späddysorna anordnade på en arm över behållaren, lämp- ligen på samma arm som skraporna är monterade. Man kan emellertid i och för sig tänka sig att montera dysorna på den ena armen av ett kryss och skraporna på den andra armen av samma kryss med skärnings- punkten i behållarens centrum. Detta kan utnyttjas vid stor produk- tion, då späddysornas dimension kan medföra att skrapblad och späddysor svårligen får plats på samma arm.

Som ovan nämnts är dysornas djup i fibermassan relaterad till fiber- massans hastighet uppåt i behållaren. Normalt uppgår emellertid det vertikala avståndet mellan skrapornas nedre kant och dysornas nedre kant till mellan l00 och 500 m, företrädesvis till l50 och 400 mm.

Enligt en föredragen utföringsform är varje dysa tillordnad en skrapa som är snedställt anordnad innanför respektive dysa, sett i radiell riktning. Vidare finns företrädesvis medel anordnade för att reglera flödet av spädvätskan till varje dysa.

Som nämnts i det föregående tillsätts så mycket spädvätska genom dysorna på ett djup under ytan att mängden vätska i ytskiktet ökar med åtminstone 50 %, företrädesvis med åtminstone l00 %, vilket har den 10 15 20 25 30 35 502 064 effekten att utmatningen över överloppskanten underlättas. Enligt en tänkbar variant av uppfinningen, vilken utnyttjar i och för sig känd teknik, tillsätts ytterligare spädvätska till massan efter det att denna matats över kanten, t ex i laundern, så att koncentrationen blir den som önskas för den efterföljande transporten och/eller fortsatta behandlingen. Företrädesvis tillsätts emellertid all den önskade spädvätskan genom dysorna, vilket enligt det föredragna förfarandet innebär minst en fördubbling av vätskehalten eller, om man så vill, minst en halvering av torrsubstanshalten i suspensionen.

Ytterligare kännetecken och aspekter på samt föredelar med uppfin- ningen framgår av de efterföljande patentkraven samt av följande beskrivning av en föredragen utföringsform.

KORT FIGURBESKRIVNING I den följande beskrivningen av en föredragen utföringsform kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. l utgör en sidovy av övre delen av ett blektorn, delvis i genomskärning, med en anordning enligt den föredragna utföringsformen av uppfinningen, Fig. 2 visar en roterande arm med späddysor och skrapor betraktad i pilens II riktning i Fig. l, Fig. 3 visar en hålaxel för rotation av nämnda arm samt för till- försel av spädvätska i en sektion III-III i Fig. l, och Fig. 4 visar armen och en dysa i en sektion IV-IV i Fig. l.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Med hänvisning först till Fig. l betecknas ett blektorn för cellulosa- fibermassa allmänt med siffran l. Det består på konventionellt sätt av en cirkulärcylindrisk behållare, som upptill avslutas med en över- loppskant 2. Runt blektornet l, nedanför överloppskanten 2, sträcker sig på konventionellt sätt en uppsamligsränna, s k launder 3, för l0 l5 20 30 35 502 064 massa som matas ut över kanten 2. Massan avleds genom en ledning 4.

Blektornet l täcks av ett tak 5, och över taket 5 finns en plattform 6, som bär upp en drivmotor 7 och en växel 8 för en drivaxel 9 anordnad att rotera en utmatningsskrapa l0 med en skrapararm ll omkring blektornets l vertikala centrumlinje l2.

På skrapararmens ll undersida finns, på vardera sidan om centrumlinjen l2, dels ett antal jämnt fördelade skraparblad l4A, l4B, l4C, l4D, dels ett lika stort antal späddysor l5A, l5B, l5C, l5D, vilka sträcker sig ned från skrapararmen ll till en viss nivå under överloppskanten 2 och därmed till ett visst djup i den cellulosamassa som kontinuerligt matas upp genom tornet l. Utformningen av och samverkan mellan skraparbladen l4A-D och späddysorna l5A-D kommer att beskrivas närmare nedan.

Drivaxeln 9, Fig. 3, är som nämnts i det föregående utformad som en hâlaxel. Spädvätskan inleds i hâlaxeln 9 från en tillförselledning l7 genom ett par inloppsöppningar l8, som är anordnade under växeln 8, via en rotorkoppling 19, som är avtätad åt sidorna genom packningar 20, 2l. En axeltapp 22 från växeln 8 sträcker sig ned i hâlaxeln 9, som är avtätad mot axeltappen 22 och mot växeln 8 genom en bricka 23.

Skrapararmen ll är utformad som en lâdbalk. Hålaxeln 9 komunicerar med utrymmet i skrapararmen ll genom ett par öppningar 25.

Späddysorna, såsom späddysan l5D, består av ett vertikalt rörparti 26, som sträcker sig ned från skrapararmens ll undersida, och i nederänden ett omböjt utloppsparti 27, som är riktat så att utloppsöppningen 28 är vänd i en riktning vinkelrätt mot skrapararmens ll längsriktning och åt det håll som är motsatt skrapararmens rotationsriktning.

Riktningen framgår även av Fig. 2, där pilen 29 visar skrapans l0 rotationsriktning. I ett specifikt fall, som inte är begränsande för uppfinningens principer, var det totala avståndet från skrapararmens ll undersida till nedre kanten på späddysan l5D, dvs nedre kanten av utloppsöppningen 28, cirka 500 mm och avståndet från skraparbladets 502 064 l0 l5 20 25 30 35 140 nedre kant till den nämnda nedre kanten på späddysan 150 cirka 250 mm.

Späddysorna, såsom späddysan 150, är ansluten till en utloppsöppning 30 i skrapararmens 1l undersida via en strypbricka 31, som reglerar flödet genom dysan 150, och en backventil 32, som förhindrar fiber- massa från att tränga upp genom öppningen 30. Ett par monteringsplat- tor har betecknats 33. I ett specifikt fall, som visas i ritningarna, hade skrapararmen ll längden 3600 mm, vilket ungefär motsvarar blektornets l diameter. Avståndet mellan de fyra späddysorna 15A-D på vardera halvan av skrapararmen ll var sinsemellan lika stort och uppgick till 385 mm. Skraparbladen l5A-0 är anordnade med samma delning utmed skrapararmens ll längd och är snedställda på i och för sig känt sätt för att kunna driva den uppvällande massasuspensionen ut mot och över överloppskanten 2. Mer bestämt är skraparbladen 15A-0 så anordnade att varje späddysa har ett för denna späddysa tillordnat skraparblad anordnat innanför sig sett i radiell riktning, varvid skraparbladet sträcker sig snett bakåt utåt, så att skraparbladets eftersläpande ände 35 är placerad bakom den späddysa som detta skraparblad är tillordnat. Exempelvis är den eftersläpande änden 35 på skraparbladet l4A placerat bakom dysan 15A, varvid med "bakom" skall förstås att det kommer efter dysan vid skrapans 10 rotation i pilens 29 riktning, dvs i dysans "kölvatten", så att skraparbladet kommer att arbeta i detta "kölvatten" och homogenisera blandningen, då suspen- sionen efter en tid i storleksordningen 10 sek - i en kontinuerligt förlopp - når upp till skraparbladet.

Den beskrivna anordningen fungerar på följande sätt. Cellulosafiber- massan matas kontinuerligt i riktning underifrån och uppåt i blek- tornet l. Koncentrationen är 8-12 % torrhalt eller cirka 10 %. Resten, dvs cirka 90 %, utgörs av vätska, huvudsakligen vatten. Utmatnings- skrapan 10 roteras omkring rotationscentrum 12 med hjälp av motorn 7 via växeln 8 och hålaxeln 9 med en rotationshastighet av cirka 4 varv/min. Genom de i fibermassan roterande åtta späddysorna 14A-0 leds spädvatten in i massan i horisontell riktning, bakåt i de spår som späddysorna gör i den medeltjocka massan vid sin rotation omkring 10 l5 20 25 30 35 502 064 centrumlinjen l2. Spädvätskan så att säga injiceras ut i det spår som bildas efter de roterande dysorna. Flödet regleras genom stryp- brickorna 3l, så att mängden spädvätska till fibermassan anpassas till det tvärsnitt av massabädden som respektive roterande späddysa skall späda. Spädningen är enligt den föredragna utföringsformen så kraftig att vätskemängden i den suspension som matas vidare uppåt åtminstone fördubblas. Mer bestämt sker en utspädning från 8-l2 % till 3-5 % torrhalt, företrädesvis till ca 4 % torrhalt.

Den kraftiga spädningen ger även en motsvarande volymökning, vilket innebär att fibermassapelarens uppåtriktade matningshastighet ökar i motsvarande grad i skiktet intill och över späddysorna l4A-D. Under hänsynstagande till dels fibermassans generella matningshastighet upp genom blektornet l, dels till den ökning i matningshastigheten som spädningen medför är späddysorna l4A-D anordnade på sådant djup att den uppåtstigande fibermassasuspensionens medelgångtid, och därmed spädvätskans inblandningstid, i ytskiktet mellan späddysorna l5A-D och skraparbladen l4A-D uppgår till cirka l0 sek. Vid de specifika förhållanden som beskrivits i det föregående har tiden beräknats till l0,6 sek. Gångtiden mellan späddysorna l5A-D och överloppskanten 2 uppgår till cirka 7 sek (mer exakt 7,3 sek vid gjorda beräkningar).

Under denna tid och på grund av späddysornas förhållandevis täta fördelning över blektornets l diameter samt genom riktandet av dysornas utmatningsöppningar blir det möjligt att i ett mycket begränsat utrymme, nämligen utrymmet mellan dysorna och skraparbladen, få in avsedd mängd spädvätska på en mycket begränsad tid. I begreppet "få in" ligger härvid även en inledande blandning eller åtminstone i huvudsak jämn fördelning av spädvätskan över massapelarens horison- tella tvärsnitt.

Då spädvätskan med relativt stor hastighet och kraft strömmar ut bakåt genom utloppsöppningarna 28 har den även en viss ejektorverkan på fibermassan. Eftersom utloppsöppningarna 28 är riktade bakåt relativt utmatningsskrapans l0 rotationsriktning kan denna ejektorverkan even- tuellt motverka den tendens till rotation av fibermassan i blektornet on 502 064 10 15 20 25 30 35 1 omkring centrumïinjen 12, som späddysornas 15A-D rotation i bïek- tornet eventueïït sku11e kunna medföra.

Förenandet av fibermassan och spädvätskan ti11 en förtunnad, homogen suspension fuïïkomnas av skraparb1aden 14A-D. Genom homogeniseringen och förtunningen av suspensionen underlättas även en jämnare utmat- ningen av suspensionen över överïoppskanten 2 ti11 Iaundern 3, vari- från massan, som nu - enïigt utföringsformen - har en torrha1t på cirka 4 %, kan matas vidare genom ïedningen 4 för fortsatt behandling.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 502 064 PATENTKRAV

1. l. Sätt vid utmatning av fibermassa över en överloppskant (2) i den övre änden av en cylindrisk behållare (l), genom vilken massan, som är suspenderad i vätska, matas kontinuerligt nedifrån och uppåt, k ä n n e t e c k n a t av att massan späds på en nivå under massans övre yta genom ett flertal späddysor (l5A-D), som sträcker sig ned i massan och som roteras runt behållarens vertikala centrumlinje (12), och att den genom behållaren uppmatade massan och spädvätskan blandas med varandra till en väsentligen homogen suspension med hjälp av roterande skraporgan (l4A-D) vilka sträcker sig ned i suspensionens ytskikt och, samtidigt som de homogeniserar blandningen, matar suspensionen utåt mot och slutligen över överloppskanten.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att massan späds genom späddysorna med så mycket vätska att mängden vätska i skiktet mellan späddysorna och fibermassasuspensionens övre yta ökas med åtminstone 50 %,

3. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att massan späds genom späddysorna med så mycket vätska att mängden vätska i skiktet mellan späddysorna och fibermassasuspensionens övre yta ökas med åtminstone l00 %.

4. Sätt enligt något av kraven l-3, k ä n n e t e c k n a t av att den uppåtstigande fibermassasuspensionens medelgångtid, och därmed spädvätskans inblandningstid, i ytskiktet mellan späddysorna och nämnda skraporgan uppgår till mellan 3 och 30 sek, företrädesvis till mellan 5 och 20 sek.

5. Sätt enligt något av kraven l-4, k ä n n e t e c k n a t av att spädvätskan sprutas ut bakåt genom späddysorna i de spår som dysorna gör i fibermassan vid sin rotation i behållaren.

6. Anordning för att i den övre änden av en cylindrisk behållare (l), genom vilken en i vätska suspenderad fibermassa matas kontinuerligt uppåt, mata ut fibermassan över en överloppskant (2) samt åtminstone i O!! 502 064 l0 l5 20 25 30 35 l0 väsentlig grad späda massan , k ä n n e t e c k n a d av ett antal späddysor (l5A-D) anordnade på ett bärorgan (ll) över behållaren, vilka späddysor sträcker sig ned i fibermassasuspensionen, medel för att rotera nämnda bärorgan med späddysorna omkring behållarens verti- kala centrumlinje (l2), samt över behållaren ett antal skraporgan (l4A-D), vilka också är anordnade att roteras runt behållarens verti- kala centrumlinje i fibermassasuspensionens ytskikt, allt i ändamål att blanda spädvätskan väl i fibermassasuspensionen och homogenisera blandningen, samtidigt som skraporganen matar blandningen utåt mot och slutligen över överloppskanten (2).

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att det verti- kala avståndet mellan skraporganens nedre kant och späddysornas nedre kant uppgår till mellan l00 och 500 mm, företrädesvis till mellan 150 och 400 mm.

8. Anordning enligt något av kraven 6 och 7, k ä n n e t e c k n a d av att späddysornas (l5A-D) utloppsöppningar (28) är riktade huvud- sakligen horisontellt bakåt i de spår som späddysorna själva skapar i massan vid sin rotation.

9. Anordning enligt något av kraven 6-8, k ä n n e t e c k n a d av att varje späddysa är tillordnad ett skraporgan som är snedställt anordnat innanför och bakom respektive dysa sett i radiell riktning respektive i dysornas rotationsriktning.

10. l0. Anordning enligt något av kraven 6-9, k ä n n e t e c k n a d av att späddysorna och skraporganen är anordnade på samma roterbara bärorgan.

11. ll. Anordning enligt något av kraven 6-10, k ä n n e t e c k n a d av en hâlaxel (9) för rotation av nämnda bärorgan (ll), som är utformad som eller innefattar en rör- eller hålbalksformad arm som sträcker sig diametralt över behållaren, drivorgan (7, 8) för att rotera hålaxeln 10 15 20 25 30 35 502 064 11 (9), ett in1opp (19, 18) för spädvätska ti11 hå1axe1n (9), som kommu- nicerar med nämnda rör- e11er hâ1ba1ksformade arm (11), som i sin tur kommunicerar med späddysorna (15A-D).

12. Anordning en1igt något av kraven 6-11, k ä n n e t e c k n a d av mede1 (31) för att reg1era f1ödet av spädvätska ti11 varje enski1d dysa (15A-D).

13. Anordning en1igt något av kraven 6-12, k ä n n e t e c k n a d av att spädvätskan 1eds in i en hâ1axe1 (9), vi1ken är anordnad att rotera späddysorna, genom en e11er f1era in1oppsöppningar (18), som är anordnade under en krafttransmissionsväxe1 (8) för rotationen av hâ1- axe1n och därmed av nämnda bärorgan, och att spädvätskan från nämnda hâ1axe1 1eds ti11 späddysorna via nämnda bärorgan.