SE503543C2 - Förfarande och anordning för koncentrering av en fibersuspension - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 503 543 viran. Separationen av finpartiklar frán de grövre blir snabbt mindre effektiv under den fortsatta filtreringen. Efter en omslutningsvinkel av ca. l80° förs viran via ett system av brytvalsar etc. tillbaka. Fiberbanan häftar vid valsen och avlägsnas med en schaber, varvid massan har en torrhalt av 7 - 8%. Denna apparat arbetar enligt "konstant tryck"-principen, dvs. att trycket mot suspensionen/fibermattan är konstant under hela processförloppet.

"DNT washer" uppvisar två valsar med lika diameter, av vilka den ena är räfflad och den andra slät. Valsarna är placerade vid sidan av varandra med ett centrumavstánd, som är större än dubbla diametrarna, och är omslutna av en vira, som har en rörelseriktning frän toppen av den räfflade valsen, ned runt denna, fram till den släta valsen, upp runt denna och äter till toppen av den räfflade valsen. Munstycket från en inloppsläda sprutar en förtunnad suspension in i nypet mellan viran och den räfflade valsen. Vatten och finmaterial passerar genom viran pá liknande sätt som vid “Vario-Split", men räfflorna gör att trycket mot fibermattan blir något lägre, sä att en mindre andel av vattnet avlägsnas vid passage runt valsen. Räfflorna gör att massabanan kastas av frán valsen vid nyputgángen och följer viran fram till nypet in mot den släta valsen. Mer vatten och finmaterial pressas här ut ur massan. Vid utloppet fràn det senare nypet överst pá den släta valsen häftar massa- banan vid valsen och följer denna, avlägsnas med en schaber och faller ned i en med valsarna parallell kanal för utmatning med en transportskruv. Även denna apparat arbetar enligt "konstant tryck"-principen, dock med den skillnaden att man har ett första, relativt lágt konstant tryck under passage av den första valsen och ett andra, relativt högt tryck under passage av den andra valsen.

"Konstant tryck"-principen har som en inneboende egenhet, att praktiskt taget all urvattning sker i början av pressningen mellan vira och vals, varvid de kvarhàllna fibrerna ordnar sig 10 15 20 25 30 35 503 543 på ett statiskt sätt, passagen och som mycket snabbt gör fibermattan så tät att inget som sedan ej ändras under den fortsatta finmaterial längre passerar genom viran. Ändamålet med uppfinningen är att anvisa ett förfarande och att åstadkomma en anordning för koncentrering av suspensioner, varigenom skall uppnås avsevärt högre torrhalter än vad som hittills varit möjligt. Målet är att torrhalter av upp till 40% skall uppnås, och detta utan att suspensionen eller den bildade suspensionsbanan eller fibermattan utsätts för extrema tryck.

Uppfinningen beskrivs i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka - fig. 1 visar ett schematiskt tvärsnitt genom en första utföringsform av en anordning enligt uppfinningen, - fig. 2 visar en detalj av fig. 1 i större skala med de olika faserna i suspensionens omvandlingsförlopp i förtyd- ligande syfte separat inritade, - fig. 3 visar suspensionsbanan med de olika faserna i planvy och - fig. 4 visar en andra utföringsform av en anordning enligt uppfinningen.

Den i fig. l visade anordningen, som utgör ett första exempel på uppfinningens tillämpning, omfattar en roterbar trumma 1, vars mantelvägg 2 år försedd med ett flertal perforeringar 3.

Genom radiellt riktade skärmar 4 och 5 är trummans inre upp- delat i två åtskilda utrymen 6 och 7. Utrymmet 6 står i förbindelse med ett centralt utlopp 8 och kan sättas under vacuum, exempelvis genom att utloppet leder till ett icke visat fallrör. Skärmarna 4 och 5 år försedda med glidtätningar 9 resp. 10, som anligger mot insidan av trummans mantelvägg 2. En viraduk 11 är anordnad kring trummans omkrets. Trummans rota- tionsriktning anges med en pil A. 10 15 20 25 30 35 503 543 Ett inlopp 12 för suspension mynnar med ett munstycke 13 nära trummans periferi samt över och inom den sektor, som begränsas av skärmarna 4 och 5. Munstycket är inrättat att i trummans rotationsriktning rikta ett flöde av suspension 14 mot vira- duken 11. Det begränsas av en yttre kant 15 och en inre kant 16. Från den yttre kanten sträcker sig i suspensionens flödes- riktning, dvs. också i trummans rotationsriktning, en tät, böjlig duk, s.k. foil eller överläpp 17, som är fri att enbart genom tyngdkraftens inverkan och/eller inuti utrymmet 6 alstrat vacuum anligga mot ett parti av trummans omkrets.

Såsom den hittills beskrivits motsvarar anordningen i allt väsentligt en känd anordning för avvattning och/eller ark- formning. Vid påföring av ett flöde av suspension 14 på vira- duken 11 under rotation av trumman och med undertryck i ut- rymmet 6, bildas således på viran en bana 18 av suspension, som under rörelse i trumans perifeririktning alltmer avvattnas genom att vatten sugs genom viran och trummans perforeringar 3 in i utrymmet 6 och ut genom utloppet 8. Det bildade arket 19 av avvattnad suspension erhåller en torrhalt av högst ca. 10%.

Enligt uppfinningen år medel anordnade för att öka friktionen mellan den av viran 11 frammatade suspensionsbanan och över- läppens 17 normalt relativt släta undersida, längs vilken suspensionsbanan huvudsakligen glider. Sålunda är den mot suspensionsbanan vända sidan - undersidan - av överläppen försedd med en friktionshöjande yta. Denna kan vara en integre- rad del av överläppen eller, såsom visas, ett separat skikt. I det visade exemplet består det friktionshöjande skiktet av en viraduk 20, som kan vara fäst vid överläppen eller fri från denna, så att den kan röra sig oberoende av överläppen. En fördel med användning av ett genomslâppligt ytskikt, såsom en viraduk, är att transport av såväl vatten som luft kan ske i suspensionsbanans tvärriktning.

Till följd av den enligt uppfinningen àstadkomna ökningen av överläppens ytsträvhet eller friktion utsätts den allt torrare 10 15 20 25 30 35 503 543 suspensionsbanans motsatta ytor för motriktade krafter (skjuv- krafter), som bryter upp (kräppar) det bildade och till en viss torrhalt avvattnade arket, varefter dess partiklar (fibrer) börjar rulla mellan de relativt varandra rörliga ytorna, dvs. virorna 11 och 20. Studier av förloppet med hjälp av en genom- synlig överläpp har givit vid handen, att till att börja med rullar enstaka eller få fibrer 21 tillsamans, men att ganska snart uppstår en "snöbollseffekt" innebärande att fler och fler fibrer samlas till diskreta rullar 22 eller "stickor" av fibrer, som är tydligt åtskilda i rörelseriktningen. (Rörelse- riktningen är densamma som trumans rotationsriktning, medan varje stickas rotationsriktning är motsatt trummans.) Prover tagna i samband med desa studier har visat en häpnadsväckande höjning av torrhalten: Redan dä fibrerna börjar rulla stiger torrhalten sprángartat till ca. 30% för att vid färdigbildade "stickor" ligga vid hela 35 à 40%.

Förklaringen till detta fenomen torde ligga dels i att det samanhàllna och relativt kompakta arket (med relativt stor vattenhállande förmåga) bryts upp i praktiskt taget enskilda fibrer (med liten vattenhállande förmåga), dels i att rull- ningen i sig p.g.a. centrifugalkraften ästadkomer vattenavgáng från de roterande fiberknippena. Dessutom har det visat sig att flertalet fiberrullar inte är cylindriska och ej heller i övrigt symmetriska, utan har varierande diameter över sin längd. Detta medför att en rulle ställer sig snett i förhållan- de till rullningsriktningen och utsätts för vridning (som då man vrider ur en trasa) och urkramning, varvid en stor del av vattenavgängen sker.

I utföringsexemplet enligt fig. 1 visas överläppen 17 sluta väsentligen vid eller - i rotationsriktningen räknat - strax före skärmen 4, medan viran 20 fortsätter ett stycke i trumans rotationsriktning. Överläppen 17 och viran 20 kan vara gemen- samt eller individuellt rörliga i trumans omkretsriktning för inställning av den sektor, inom vilken de skall vara verksamma. 10 15 20 25 30 503 543 Sedan de enskilda stickorna 22 av fibrer lämnat mellanrummet mellan de två virorna upphör rullningen och stickorna häftar vid trummans vira 11, varifrån de avlyfts av en avtagarvals 23.

En schaber 24 skrapar slutligen stickorna ned på en icke visad transportör för vidare behandling.

Man kan även välja att låta centrifugalkraften kasta av fiber- rullarna från trumman så snart de lämnat mellanrumet mellan virorna 11 och 20.

I utföringsformen enligt fig. 1 visas den elastiska överläppen 17 sträcka sig runt inloppet 12 och förbi dess inre kant 16, för att där tjäna som en elastisk glidtätning mot viran 11. Det framgår också av fig. 1, att viran 11 har nått in i sugsektorn mellan skivorna 4 och 5 innan suspensionen påföres viran.

I den nu beskrivna utföringsformen har den rörliga yta, genom vilken avvattning skett, varit understödd av en perforerad vals. Uppfinningen är dock lika tillämplig pá den kända typ av anordning för avvattning och arkformning, där avvattning sker genom en icke understödd vira. Ett exempel på en sådan anord- ning visas i fig. 4 och omfattar en ändlös vira 25, som från en i pilens B riktning roterande vals 26 leds över en suglåda 27, samt ett munstycke 28, från vilket en suspension sprutas ut på viran 25. En flexibel överläpp 29 sträcker sig från munstycket 28 ett stycke över suglådan. Denna kända anordning är enligt föreliggande uppfinning kompletterad med en friktionshöjande yta pà undersidan av överläppen 29, t.ex. en vira 30 på lik- artat sätt som beskrivits för den första utföringsformen.

Uppfinningen är även tillämplig på suspensioner av andra partiklar i andra vätskor än suspensioner av fibrer för papperstillverkning i vatten.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 503 543 PATENTKRAV

1. Förfarande för koncentrering av en fibersuspension, varvid suspensionen under ökning av torrhalten som en bana (18) rör sig mellan en första, relativt tät yta (17) och en andra, relativt genomsläpplig yta (ll), som är rörlig relativt den första ytan, k ä n n e t e c k n a t a v att man applicerar sugning genom den andra ytan i ändamål att dels avvattna suspensionen, dels öka friktionskraften mellan suspensionsbanan och den andra ytan (ll), sá att suspensionsbanan (18) utsätts för skjuvkrafter genererade av den relativa rörelsen mellan den första (17) och den andra ytan (ll), sà att partiklar (21) (fibrer) i suspensionen utsätts för rullning mellan ytorna.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att man láter rullningen fortgà tills separata rullar (22) av partiklar bildats.

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att rullarna (22) av partiklar utsätts för vridning.

4. Förfarande enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t a v att man efter fullbordad rullning làter rullarna (22) av partiklar vidhäfta den andra ytan (11) och att man därefter avlägsnar rullarna fràn den andra ytan.

5. Förfarande enligt krav 2 eller 3, varvid den andra ytan (11) beskriver en rotationsrörelse, k ä n n e t e c k n a t a v att man efter fullbordad rullning làter rullarna (22) av partiklar kastas ut fràn den andra ytan av centrifugalkraften.

6. Förfarande enligt nágot av kraven 1 - 5, k ä n n e - t e c k n a t a v att sugningen genom den andra ytan sker vid en tryckskillnad av 0,2 - 0,05 bar, företrädesvis omkring O,l bar. 10 15 20 25 30 35 503 543

7. Anordning för koncentrering av en fibersuspension, omfattande en första, relativt tät yta (17) och en andra, relativt genomsläpplig yta (11), som är rörlig relativt den första ytan (17), k ä n n e t e c k n a d a v medel för att åstadkomma sugning genom den andra ytan (11), för att därigenom àstadkomma dels avvattning (20) av en mellan den första och den andra ytan framförd bana (18) av suspension, dels ökad friktionskraft mellan suspensionsbanan och den andra ytan (11), samt medel (20) för att öka den första ytans (17) friktion mot suspensionsbanan (18), sä att denna till följd av den relativa rörelsen mellan den första ytan och den andra ytan utsätts för skjuvkrafter, sà att partiklar (2l)(fibrer) i suspensionen utsätts för rullning mellan ytorna.

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att den första ytan omfattar en tät, elastisk duk (17).

9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d a v att den första ytan (20) är sträv.

10. Anordning enligt krav 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a d a v att den första ytan bestàr av tvá skikt, nämligen ett tätt skikt (17) och ett genomsläppligt skikt (20), som är vänt mot suspensionsbanan (18).

11. Anordning enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d a v att det genomsläppliga skiktet (20) sträcker sig längre i den första ytans (11) relativa rörelseriktning än det täta skiktet (17).

12. Anordning enligt krav 10 eller ll, k ä n n e t e c k - n a d a v att de tvá skikten (17, 20) är inbördes förskjut- bara i den första ytans relativa rörelseriktning.

13. Anordning enligt krav 10, 11 eller 12, k ä n n e - t e c k n a d a v att de tvà skikten (17, 20) tillsammans är förskjutbara i den första ytans relativa rörelseriktning.