SE522859C2 - Förfarande och anordning för avvattning och tvättning av fibermaterial - Google Patents

Description

25 30 35 522 859 Uppfinningen kännetecknas därför av att tvättvätskan leds väsentligen axelparallellt och ungefär i normal riktning mot den ungefär tvärs mot axeln anordnade filterytan till åtminstone ett filterelement eller ungefär tvärs emot den därpå bildade fibermaterialmattan genom denna filteryta eller fibermaterialmatta och att vätskan avleds väsentligen axel- parallellt ur fibermaterialmattan, varvid avvattningen och tvättningen kan ske från två motsatta riktningar i ett filterelements hàlrum, för vilket ändamål i synnerhet tvättvätskan tillförs från två motsatta riktningar ungefär i normal riktning mot på båda sidor av filterelementet anordnade filterytor eller fibermaterialmattor. Detta uppnås genom användning av som skivor utformade filterelement. Genom vätskornas strömning i motsatta riktningar i ett filterelements hålrum kan stora filterytor åstadkommas på minsta utrymme. Dessutom upphävs inbördes de uppträdande tryckkrafterna, vilket betyder en avsevärd fördel i förhållande till hittillsvarande konstruktioner.

En föredragen vidareutveckling av uppfinningen kännetecknas av att trycket mot fibermaterialmattan företrädesvis kontinuerligt stegras inom avvattningsomràdet. Genom denna tryckstegring kan uppnås särskilt goda resultat i avvattningen, varvid det för bildning av fibermaterialmattan erforderliga området kraftigt kan reduceras.

En lämplig vidareutveckling av uppfinningen kännetecknas av att trycket mot fibermaterialmattan, åtminstone i slutet av avvattningszonen eller -tiden, är inställbart eller reglerbart. Genom inställbarheten av trycket mot fibermaterialmattan kan, i synnerhet vid reglerbarhet, olika ingångsbetingelser hos fibermaterialet eller svängningar i fibermaterialets sammansättning utjämnas och sålunda alltid optimala fibermaterialmattbildningar eller avvattning uppnås.

En lämplig utformning av uppfinningen kännetecknas av att fibermaterialsuspensionen fördelas jämnt i vinkelrät riktning mot axeln över filterelementet. Genom den jämna fördelningen l0 15 20 25 30 35 522 859 av fibermaterialsuspensionen radiellt över filterelementet är också en jämn avvattning och mattbildning liksom följande jämn tvättning möjlig. Bara jämna pàföring av fibermaterialsuspen- sionen på filterelementet, som sker symmetriskt, säkerställer ett optimalt utnyttjande av filterytan vid minsta tvättvätske- förbrukning.

En fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen kännetecknas av att filtrat med olika kvaliteter tappas av àtskilt. Under loppet av avvattningen eller tvättningen av fibermaterialmattan uppkommer, i synnerhet genom belastning av de finaste fibrerna, olika kvaliteter på filtratet. Om såsom t.ex. kan delflöden av som tvättvätska till processen. filtratet avtappas med skilda kvaliteter, förfiltrat, klarfiltrat, superklarfiltrat, filtratet tillbakaföras t.ex.

Ett lämpligt utförande av uppfinningen kännetecknas av att filtratet vid intjockningen leds i ett kretslopp. Om som slutprodukt i förfarandet primärt önskas intjockning av fiber- materialsuspensionen till en fibermaterialmatta, varvid tvätt- ning endast i mycket ringa mån eller över huvud taget inte fordras, kan genom återföring av filtratet i kretsloppet alstras ett motsvarande ytterligare tryck i filtertråget, som väsentligt förbättrar avvattningen.

En lämplig vidareutveckling av förfarandet kännetecknas av att fibermaterialmattan genomströmmas med två olika tvättvatten- kvaliteter. Genom användning av två olika tvättvattenkvaliteter kan i ett område användas redan med fibermaterial belastat tvättvatten och i tvättzonens slutområde ett obelastat tvättvatten (t.ex. färskvatten).

Därigenom kan tvättvattenförbrukningen kraftigt reduceras.

Detta tillvägagångssätt åstadkommer, i synnerhet förbundet med avtappning av olika filtratkvaliteter, ett synnerligen lämpligt förfarandeförlopp.

En vidareutveckling av uppfinningen kännetecknas av att av- tagningen av fibermaterialmattan sker med en fluidstråle eller 10 15 20 25 30 35 522 859 understöds av en sådan, varvid som fluid används luft, ånga eller högtrycksvatten, exempelvis filtrat. I synnerhet under- stödjandet av avtagningen av fibermaterialmattan med en fluid- stråle möjliggör att uppnå högre varvtal och därmed högre genomströmning, då avtagningen av fibermaterialbanan från filterelementens yta i detta fall sker praktiskt taget full- ständigt och utan återstoder.

Uppfinningen avser också en anordning för tvättning och avvattning av fibermaterial med ett roterande filterelement, som rör sig genom ett tråg, och kännetecknas av att filterelementen består av vinkelrätt mot rotationsaxeln riktade skivor, som företrädesvis är uppbyggda av segment. Om filterelementen utförs som skivor kan stora filterytor anordnas på minsta utrymme. Vidare upphävs uppträdande tryckkrafter, varigenom mindre plàttjocklekar kan användas och heller inga stödkonstruktioner fordras. Genom uppbyggnaden med enskilda segment förbättras och underlättas monteringen och underhållet av anordningen väsentligt.

En lämplig vidareutveckling av uppfinningen kännetecknas av att filterelementen är anbringade på en hàlaxel, som med en ventil (styrhuvud) står i förbindelse med åtminstone två skilda områden. Genom användning av en ventil med åtminstone två skilda områden kan på enkelt sätt uppnås avtappning av filtrat med olika kvaliteter. Ventilen står därvid stilla, varvid ändarna av de i hålaxeln anordnade filtratrören under loppet av filtreringscykeln förs förbi de enskilda områdena.

En särskilt lämplig vidareutveckling av uppfinningen kännetecknas av att för avvattning av fibermaterialsuspensionen på varje sida av skivan är anordnat ett kilformigt avvattningsområde, i synnerhet en kil, som åtminstone i sin ände kan vara inställbar, varvid den inställbara änden kan vara förbunden med en trycklufts- eller hydraulcylinder. Genom det kilformiga avvattningsområdet kan särskilt lämpligt uppnås formeringen av fibermaterialmattan och en vittgående avvattning. Om kilen utförs inställbar, och 10 15 20 25 30 35 522 859 i synnerhet anpressas med pneumatiska eller hydrauliska cylindrar, så kan också under drift kilgeometrin optimalt anpassas till kraven, också vid svängande driftsbetingelser.

En lämplig vidareutveckling av uppfinningen kännetecknas av att i filtertråget är anordnad en skiljeplåt i området för tvättvätskan. Genom skiljeplåten kan flödet i filtertråget påverkas på sådant sätt, att från fibermaterialmattan avlösta partiklar åter kan påföras på materialbanan, så att de inte kan samlas i tvättdammen.

En fördelaktig utformning av uppfinningen kännetecknas av att en avtagarschaber är anordnad, som är förbunden med en tillförselledning för en fluid, varvid tillförselledningen kan vara en luftledning, en ångledning eller en ledning för högtrycksvatten, exempelvis filtrat. Om utöver den mekaniska avtagningen av fibermaterialmattan från filterelementets yta används en fluidstråle, kan fibermaterialmattan praktiskt taget utan rest avtas från filterelementens yta. Fluidstrålen verkar härvid praktiskt taget som en kniv.

En lämplig utformning av anordningen enligt uppfinningen kännetecknas av att för fibermaterialtillförseln är anordnat ett fördelarrör, som företrädesvis sträcker sig vågrätt i radiell riktning över filterskivan och kan avsmalna mot axeln.

Genom fibermaterialtillförseln i radiell riktning över filter- skivan kan särskilt lämpligt uppnås en praktiskt taget jämn påföring av fibermaterialsuspensionen och därmed också förut- sättning för en jämn avvattning och tvättning. Genom avsmalning av fördelarröret mot axeln kan också trycket på materialtillförseln praktiskt taget på alla ställen av filterelementet hållas lika.

Vid en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen är anordnad en tryckhuv, som är tätt förbunden med filtertråget och vid axeln tätad mot omgivningen. Genom att anordna en tryckhuv är det möjligt att uppnå både det tryck, som åstadkommer avfuktning, och en högre tryckdifferens genom det l0 15 20 25 30 35 522 859 tryck, som utövas på vätskan för avfuktning eller tvättning, varigenom högre varvtal och därmed högre genomströmningar kan uppnås.

En lämplig vidareutbildning av uppfinningen kännetecknas av att flera skivor är anordnade, varvid är anordnade en skiljeplåt i filtertråget och en separering av filtratrören samt för varje zon skilda anordningar för tillförsel resp. avtappning av fibermaterial och filtrat. Denna utformning av uppfinningen möjliggör att i ett aggregat realisera två kompletta tvättsteg. Därigenom kan apparatkostnaden för en flerstegstvätt väsentligt reduceras.

I det följande beskrivs nu uppfinningen som exempel med 1 visar ett 2 ett 3 en ledning av de bifogade ritningarna, varvid fig. flödesschema över anordningen enligt uppfinningen, fig. längdsnitt genom en anordning enligt uppfinningen, fig. vy resp. ett tvärsnitt genom en utföringsform av uppfinningen, fig. 4 en vy av ett segment till ett filterelement, 5 ett 6 ett flödesschema fig. snitt längs linjen V-V i fig. 4 och fig. med en möjlig ytterligare variant av uppfinningen.

Fig. l visar flödesschemat till en anläggning med en anordning enligt uppfinningen, varvid fibermaterialet från en materialbehållare l medelst en materialpump 2 via en (tvätt- )filter 4. Allt efter användningsområde och utnyttjande av materialledning 3 pàförs filterskivan 5 till ett filtret uppgår fibermaterialsuspensionens konsistens vid drift som vakuumtvättare till cirka 1%, för drift som trycktvättare till cirka 2-3% liksom också för användning som intjockare till cirka 2-3%. Som fibermaterial ifrågakommer därvid cellulosa, trämassa eller returpapper. Materialtillförseln sker därvid symmetriskt på båda sidor av filterskivan.

Filterskivan 5 förs genom ett åtminstone delvis med filtrat eller tvättvatten fyllt filtertråg 6 eller rör sig i detta. Över filtertråget 6 är anbringad en tryckhuv 7. Filtratet till en filtratbehållare allt efter avtappas via en filtratledning 8,8' 9,9' och vidareanvänds medelst filtratpumpar 10,10' 10 15 20 25 30 35 522 859 filtratets kvalitet. Färskt tvättvatten tas från en tvättvattenbehållare 11 och införs medelst en pump 12 via en ledning 13 nedifrån i filtertråget 6, varvid också en ytterligare ledning 14 för tillförsel av tvättvatten uppifrån kan vara anordnad. Ledningen 13 kan därvid matas med filtrat från en av filtratbehållarna 9,9'. Den avfuktade och eventuellt tvättade fibermaterialmattan avlämnas via ett utfallsschakt och motsvarande ledning 15 till en s.k. repulperskruv 16, från vilken den därefter leds till ett materialtorn eller lagringstorn 17 och därifrån bortförs medelst en materialpump 18, som också kan vara en medel- eller högkonsistenspump. Fibermaterialmattans konsistens efter intjockningen eller tvättningen uppgår allt efter kvaliteten till mellan 10 och 20%. cirka 15-16%. Avtagningen av fibermaterialmattan från filter- I allmänhet uppnås en konsistens av skivan 5 sker med hjälp av en avtagningsschaber 19, som för understöd är förbunden med en tryckluft-, tryckvatten- eller àngledning 20. Trycket i tryckhuven 7 alstras medelst en kompressor 21.

I fig. 2 visas ett snitt genom en anordning enligt uppfin- ningen. Filterskivan 5 är härvid fäst på en filteraxel 22, som är lagrad i lager 23. Filterskivans 5 hålrum står i förbindelse med filtratrör 24, styrhuvudet 25, som å sin sida mynnar i som också betecknas som ventil. I det undre området av filtertråget 6 är på ömse sidor om filterskivan 5 anordnade kilplattor 26, som i detta område gynnsamt påverkar formeringen av fibermaterialmattan och avvattningen. Den mellan kilplattan 26 och ytan av filterskivan 5 befintliga spalten 36 uppgår i sin början till omkring 30-50 mm och avsmalnar mot sitt slut till cirka 5-15 mm. Kilplattorna kan, åtminstone i sina ändar, inställas eller regleras medelst inställningsanordningar, som är förbundna med trycklufts- eller hydraulcylindrar.

Fig. 3 visar en vy av filterskivan 5, som rör sig i ett filtertråg 6. Tillförseln av fibermaterialet sker härvid via materialfördelaranordningen 28, som sträcker sig radiellt över 10 15 20 25 30 35 522 859 filterelementet. Genom materialfördelaranordningens 28 av- smalning i riktning mot axeln uppnås en jämn tryckuppdelning och sålunda en jämn avgivning av fibermaterialsuspensionen över filterskivans radie. Filterskivan 5 roterar i riktningen 36, varvid den pàförda fibermaterialsuspensionen, som påförs symmetriskt på båda sidorna av filterskivan 5, införs mellan de likaledes på ömse sidor anbringade kilplattorna 26 och filterskivan 5. Genom avståndets väsentligen kontinuerliga avtagande mellan kilplattorna 26 och filterskivans 5 yta stiger trycket mot fibermaterialsuspensionen likaledes kontinuerligt, och sålunda säkerställs en ständig avvattning.

Tvättvattnet inleds via en tvättvattentillförselstuts 29 i tràget 6 och leds därefter i kilområdet genom den redan bildade fibermaterialmattan. Genom tvättvätskans tryck mot kilplattorna kan ett komplicerat och dyrbart mekaniskt stöd av kilplattorna avvaras. Genom detta vätsketryck kan en stor del av de för avvattningen nödvändiga krafterna uppbringas. Efter att fibermaterialmattan har höjt sig ur tvättbehàllaren, höjs Efter att ventilen 25 har avstängt ytterligare bortförsel av filtrat, konsistensen medelst genomträngning av luft. avtas fibermaterialmattan av en schaber 19 och faller ned i ett fallschakt. Materialavtagningen kan därvid understödjas genom inblàsning av luft, ånga eller filtrat genom dysor.

Fig. 4 och 5 visar en möjlig konstruktion av ett filtersegment 30. Filterskivan kan därvid vara sammansatt av flera filtersegment 30, men också en endelig filterskiva är tänkbar.

I filtersegmentet befinner sig ett antal stödlister 31, på vilka är fäst en hålplåt eller silplåt 32. Stödlisternas lutning kan därvid speciellt också anpassas till avtagningsschaberns lutning för att så uppnå en ännu fördelaktigare bortförsel av filtratet och undvika eventuell återvätning. Vätskan inkommer genom hålplåten 32 i filtersegmentets hålrum och avleds genom en filtratavloppsöppning 35, som befinner sig i fästflänsen 34.

En variant av uppfinningen, vid vilken förverkligas två kom- pletta tvättsteg i ett aggregat, visas i fig. 6. För enkel- 10 15 20 25 30 35 522 859 hetens skull visas här användningen som vakuumintjockare eller vakuumtvättare, varvid likaledes genom anbringande av en tryckhuv också kan anordnas en tvåstegig trycktvättare. Diffe- renstrycket för avvattning eller tvättning kan därvid alstras dels genom atmosfärstryck mot filterelementets 5 yta och vakuum i det inre av filterelementet eller genom övertryck i och tryckhuven, som verkar mot filterelementets 5 yta, atmosfärstryck i det inre av filterelementet eller, också en kombination av övertryck mot den ena och undertryck (vakuum) mot den andra sidan av fibermaterialmattan. De motsvarande driftsbetingelserna väljs allt efter kraven. I föreliggande fall påförs fibermaterialet från en materialbehållare 1 via en materialpump 2 och en materialledning 3 på ömse sidor av här t.ex. två filterskivor 5 i ett tvättsteg. Såväl tryckkrafterna genom materialpåföringen som de för avvattning av materialsuspensionen och genomträngning av fibermaterialmattan erforderliga tryckkrafterna verkar på båda sidorna av skivorna och upphävs därigenom näst intill, vilket ger en avsevärd fördel i förhållande till hittillsvarande konstruktioner.

Filterskivorna 5 rörs i det första tvättsteget genom ett filtertråg 6'. Filtratet i detta steg tillförs via en ledning Det avvattnade och tvättade fibermaterialet förs via en ledning 15 8 en filtratbehållare 9 och bortförs av en pump 10. från tillförs Detta steg tillförs vidare tvättvatten till en repulperskruv 16' och ett materialtorn 17', vilket fibermaterialet medelst en materialpump 18' det andra tvättsteget. från en tvättvattenbehållare 11 med en pump 12, varvid detta kan ske via en ledning 13 till tråget 6' eller via en ledning Det andra tvättstegets filtrat 8" en filtratpump 10" tillförs via det första steget i filtratbehållaren 6'. Det andra tvättstegets 14 uppifrån. som tvättvatten via en ledning 13' fibermaterial transporteras via en ledning 15 till en repulperskruv 16 och ett anslutande materialtorn 17 samt vidare med en materialpump 18.

Ritningarna visar endast som exempel uppfinningen, varvid också en annan konstruktion av filtersegmenten liksom anordnande i rad av flera skivor på en axel kan vara möjlig. 10 522 859 10 Dessutom är vid avtappning av olika filtratkvaliteter resp. påförande av olika filtratkvaliteter olika sätt att leda tvättvatten och filtrat möjliga. Den lämpligaste formen för att leda filtratet för en tvåstegig tvättare, som sker i motström, visas i fig. 6. Genom användning av skivprincipen kan också anordnas tomma skivplatser, så att en senare kapacitetsökning av ett sådant aggregat är möjlig med mycket ringa kostnader, medan tvättaren vid den lägre kapaciteten kan arbeta inom ett optimalt effektområde. Genom den modulära uppbyggnaden av denna tvättare är den praktiskt användbar för alla möjliga produktionsmängder.

Claims (24)

10 15 20 25 30 35 522 859 11 PATENTKRAV

1. Förfarande för tvättning och avvattning av fiber- material, vid vilket en fibermaterialmatta bildas på ytan av åtminstone en genomslåpplig filteryta till åtminstone ett (5,30), genom ett trág (6), kännetecknat av att tràget (6) är att filterelement som roterar kring en axel och rör sig åtminstone delvis fyllt med filtrat eller tvättvätska, tvättvätskan leds i väsentligen axelparallell och ungefär i normal riktning mot den ungefär tvärs mot axeln anordnade filterytan hos ett filterelement (5,30) eller ungefär tvärs mot den på detta bildade fibermaterialmattan genom filterytan eller fibermaterialmattan, att vätskan avleds väsentligen axelparal- lellt från fibermaterialmattan och att trycket mot fiber- materialmattan höjs i omrâdet för avvattningen. av att

2. L fififiwæfleemiyzmnvl,kännetecknat trycket mot fibermaterialmattan kontinuerligt stegras.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, käI1net:ec:kr1at av att trycket mot fibermaterialmattan är inställbart eller reglerbart åtminstone vid slutet av avvattningszonen eller - tiden.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, käI1net:ec:kr1at axr att tvättvätskan i anslutning till avvattningszonen leds genom den redan bildade fibermaterialmattan.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, kåI1net:e<:kr1at awr att avvattningen och tvättningen sker från två motsatta (5,30) hålrum (30), för vilket ändamål tvättvätskan tillförs från två motsatta riktningar riktningar i ett filterelements ungefär i normal riktning mot på båda sidor av filterelementet (5,30) anordnade filterytor eller fibermaterialmattor.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-4, käI1net:e<:kr1at a\r att fibermaterialsuspensionen fördelas jämnt i vinkelrät riktning mot axeln över filterelementet (5,30). K:\Patent\1 100-\1 10057200se\020417krav.doc 10 15 20 25 30 35 522 859 12 | . : ø = . a - a o s-

7. Förfarande enligt nàgot av kraven 1-6, käI1net:e<:kr1at ax/ att filtrat med olika kvaliteter avtappas àtskilt.

8. Förfarande enligt något av kraven 1-7, käI1net:e<:kr1at awr att filtratet vid intjockningen,förs i ett kretslopp.

9. Förfarande enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k- n a t a v att fibermaterialmattan genomspolas med två olika tvättvattenkvaliteter.

10. Förfarande enligt något av kraven 1-9, kä11net:e<:kr1at awr att avtagningen av fibermaterialmattan sker eller under- stöds med en fin stràle.

11. Förfarande enligt nágot av kraven 1-10, kännetecknat av att som fluid används luft, ånga eller högtrycksvatten.

12. Anordning för tvättning och avvattning av fibermaterial (5,30), i synnerhet för genomförande av förfarandet enligt något med ett roterande filterelement som rörs genom ett trâg (6), av kraven 1-11, kä11net:ec:kr1at awr att filterelementen (30) är anordnade som vinkelrätt mot rotationsaxeln riktade skivor (5)och att för avvattning av fibermaterialsuspensionen pá varje sida av skivan (5) är anordnat ett kilformigt avvattningsomràde (36), som är bildat mellan kilplattor (26) och filterskivans yta.

13. Anordning enligt krav 12, kännetecknat av att skivorna (5) är uppbyggda av segment (30).

14. Anordning enligt krav 12, kännetecknat av att det kilformiga avvattningsomràdet (36) är inställbart åtminstone vid sin ände.

15. Anordning enligt krav 14, kännetecknat av att den inställbara änden av kilplattorna (26) är förbunden med en trycklufts- eller hydraulcylinder (7). K:\Patent\l lO0-\l 10057200se\0204 l7krav,d0c 10 15 20 25 30 35 522 859 13 . e . | - | . u | u > .- av att (22,24), som står i förbindelse med ett styrhuvud (25) med åtminstone två skilda områden.

16. Anordning enligt krav 12, kännetecknat filterelementen (5,30) är anbringade på en hálaxel

17. Anordning enligt något av kraven 12-16, kä11ne1:ec}<- riat awr att i filtertràget (6) är anordnad en skiljeplåt i omrâdet för tvättvätskan.

18. Anordning enligt något av kraven 12-17,]<ä11net:ec}<- 11at awr att en avtagningsschaber (19) är anordnad, som är förbunden med en tillförselledning för en fluid.

19. Anordning enligt krav 18, kännetecknat av att tillförselledningen är en luftledning, en àngledning eller en ledning för högtrycksvatten.

20. Anordning enligt något av kraven 12-19, käI1net:ec}<- r1at ax! att för fibermaterialtillförseln är anordnat ett fördelarrör (28), som sträcker sig i radiell riktning över filterskivan (5).

21. Anordning enligt krav 20, kännetecknat av att fördelarröret (28) sträcker sig vågrätt över filterskivan (5).

22. Anordning enligt krav 20 eller 21, käI1ne1:e<:kr1at axl att fördelarröret (28) avsmalnar mot axeln.

23. Anordning enligt något av kraven 12-22, käJ1net:ec]<- r1at awr att en tryckhuv (7) är anordnad, som är tätt förbun- den med filtertràget (6) och vid axeln (22) är tätad mot omgiv- ningen.

24. Anordning enligt något av kraven 12-23, käJ1net:ec]<- Iiat awr att flera skivor (5) är anordnade, att en skiljeplàt (6), (24) skilda samt att för varje zon är anordnade åtskilda fiber- material(2,17') är anordnad i filtertràget att filtratrören är àt- och filtrattillförselanordningar (lO",12) samt K:\Patent\1 l00-\l l0057200Se\0204l7kIav.doc 522 859 14 fibermaterial- (18,l8') och filtratavtappningsanordningar (lO,10"). K:\Patent\l 100-\l l0057200sc\0204 l7krav .doc