SE537066C2 - Tryckdiffusör med lägre nominell effekt i hydrauliskt system - Google Patents

Abstract

8/8 SAM MAN DRAG Uppfinningen avser en massabehandlingsapparat, såsom en tryckdiffusör. Apparaten ärförsedd med en sil, uppvisande en avsevärd vikt, som förflyttas medelst en dragstång 5 påett fram- och àtergående vis mellan en övre och en nedre position. Dragstången 5manövreras medelst en hydraulisk cylinder 61 för vertikal förflyttning av nämnda sil i ettförsta långsamt slag medströms massaflödet och förflyttning av nämnda sil i ett andra snabbtslag motströms massaflödet. Enligt uppfinningen uppvisar tryckdiffusören ett inlopp i kärlets botten, men den hydrauliskacylindern 61 vid kärlets övre del. Medelst denna design kan en ökad aktiv tryckarea i denhydrauliska cylindern erhållas för silens snabba slag, vilket således begränsar den nominella effekten för det hydrauliska systemet. Figur (3) 0910 _pci_2_sE_txt.doc

Description

25 30 35 537 066 för en tryckdiffusör av typen TD7O är mellan 150 och 250 bar. Den installerade nominella effekten och energiförbrukningen är således tämligen höga.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning övervinns den ovan identifierade olägenheten medelst lokalisering av massainloppet i kärlets botten, och den hydrauliska cylindern med en rörlig kolv inuti den hydrauliska cylindern är lokaliserad vid kärlets övre del. Medelst denna design kan en ökad aktiv tryckarea i den hydrauliska cylindern erhållas för silens snabba slag, vilket således begränsar den nominella effekten för det hydrauliska systemet, eftersom det maximala effektbehovet utvecklas under silens snabba slag.

Enligt en ytterligare detaljerad aspekt är även den rörliga kolven inuti den hydrauliska cylindern förbunden med silen via dragstången på ett sådant sätt, att en ringformad hydraulkammare, genomträngd av nämnda dragstång, är lokaliserad under den hydrauliska cylinderns kolv. Således genomträngs företrädesvis ej heller en hydraulkammare av full storlek av någon dragstång, lokaliserad över den hydrauliska cylinderns kolv.

Följaktligen är det ett primärt ändamål med föreliggande uppfinning att ställa till förfogande en ny och förbättrad apparat för tvättning av massa i en tryckdiffusör på ett sätt som reducerar den nödvändiga installerade nominella effekten, och att reducera energiförbrukningen för kontinuerlig drift.

Ytterligare ett annat ändamål är att vara i stånd att reducera de maximala tryck som krävs för den hydrauliska enheten, vilket kommer att minska nötningen på komponenterna såväl som minska installationskostnaderna för en hydraulisk enhet med lägre kapacitet, men alltjämt i stånd att utföra de avsedda funktionerna.

Dessa och ytterligare ändamål och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå tydligare vid hänvisning till följande beskrivning, ritningar och patentkrav.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 är en vertikal tvärsnittsvy genom mittlinjen av en tryckdiffusör enligt en design enligt rådande teknik, dvs. den design som för närvarande försäljs av Metso och ursprungligen har utvecklats av Kamyr AB; Fig. 2 är en vertikal tvärsnittsvy genom mittlinjen av en tryckdiffusör enligt en annan design enligt rådande teknik, dvs. den design som för närvarande försäljs av Andritz lNC och ursprungligen har utvecklats av Kamyr INC; och 10 15 20 25 30 35 537 066 Fig. 3 är en vertikal tvärsnittsvy genom mittlinjen av en tryckdiffusör enligt uppfinningen, använd för att styra silenhetens rörelse.

DETALJERAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande föredragna utföringsform av uppfinningen kommer nu att åberopas i detalj, för vilken ett exempel illustreras i den beledsagande ritningsfiguren 3. l utföringsformerna enligt rådande teknik som visas i figur 1 och 2 visas tryckdiffusörer med en massaflödesriktning (mörkgrå flödespilar i figurerna) med en rörelse från övre del till botten i figur 1 eller med omvänd flödesriktning som avbildat i figur 2.

I utföringsformen enligt rådande teknik som visas i figur 1 visas en tryckdiffusör med den hydrauliska enheten anordnad vid den övre delen, vilken lyfter silenheten långsamt uppåt mot gravitationen och parallellt med massans flödesriktning. l utföringsformen enligt rådande teknik som visas i figur 2 visas en tryckdiffusör med den hydrauliska enheten anordnad vid bottnen, vilken trycker silenheten 8 långsamt uppåt mot gravitationen och parallellt med massans flödesriktning. En nackdel med denna design är att hela silenheten 8 stöds och balanseras vid den nedre änden, vilket kommer att förorsaka onormal nötning i glidskenor (ej visade här), anordnade i den övre delen av silenheten.

Vanligtvis är även en utmatningsskrapa 3 lokaliserad vid den motsatta änden av diffusören, vilkens syfte är att assistera vid utmatning av tvättad massa. Således är den hydrauliska cylindern konventionellt lokaliserad i den motsatta änden i förhållande till utmatningsänden och den associerade utmatningsskrapan.

Enligt båda dessa designer enligt rådande teknik aktiveras det snabba returslaget medelst trycksättande av den ringformade cylindern som omger dragstången 5, och således är en mindre aktiv nettoarea för kolven möjlig för det snabba slaget.

Nu åberopande gemensamma drag i alla ritningsfigurerna, illustreras tryckdiffusörer bestående av ett huvudsakligen vertikalt upprättstående tryckkärl. Kärlet är slutet, utom för ett massainlopp 1 intill en övre del eller bottendel av kärlet och ett massautlopp 2 intill den motsatta änddelen av kärlet.

Vanligtvis är även utmatningsskrapor 3 anordnade nära utloppet.

Den avlånga, ringformiga silenheten 8 är i allmänhet något konisk till formen och avsmalnar radiellt inåt i massans matningsriktning. Således inträder, såsom illustreras i fig.1, massa i kärlet genom massainloppet 1 och passerar nedåt genom en ringformig invändig volym, definierad mellan det inåtvända tryckkärlets vägg och den utåtvända ytan av silen 8 för flöde ut ur kärlet genom massautloppet 2. En mångfald av fördelningskamrar 7, varvid här 10 10 15 20 25 30 35 537 066 fördelningskamrar visas, vardera uppvisande ett inlopp, är anordnade omkring kärlväggens exteriör för tillsats av förträngningsvätska, dvs. tvättvätska WL, i radiella riktningar genom massabädden, uppfångad mellan insidan av tryckkärlets vägg och silenhetens yta (ljusgrå flödespilar i figurerna). Således införs vätska genom nämnda fördelningskamrar, vid med vertikala avstånd arrangerade positioner genom tryckkärlets vägg, via dysurborrningar i nämnda vägg, lokaliserade väsentligen perifert omkring den invändiga volymen vid varje vertikal position. Silenheten 8 är fram- och återgående i en huvudsakligen vertikal axiell riktning, företrädesvis med hjälp av en hydraulisk cylinder 61. Kolven 60 för den hydrauliska cylindern 61 är förbunden med silenheten 8 via en dragstàng 5 som förskjuter silenheten 8 i en vertikal uppåt- eller nedåtriktning enligt önskan. Det torde inses, att silen vid normal drift på konventionellt vis förflyttas i massaflödets riktning och därefter snabbt förflyttas mot massaflödet för att erhålla både backspolning av silen och omkastning till en ny startposition för ett tvättslag. Den totala silhöjden i silenheten indikeras med referenstecknet SH.

Det torde inses, att massa vid drift tillhandahålls genom inloppet 1 och in i den ringformiga kammaren mellan tryckkärlets vägg och silenheten 8 och strömmar utåt från kärlet genom utloppet 2. Förträngningsvätska WL införs genom fördelningskamrarna 7 och passerar huvudsakligen radiellt inåt genom massan och därefter genom den yttre silytan av silenheten 8, där förträngd vätska separeras från massan och uppsamlas i den invändiga volymen inom silenheten 9. Förbrukad förträngningsvåtska FL avlägsnas från den invändiga volymen genom en utloppskanal 4. I allmänhet trycks silenheten 8 under tvättningens förträngningsslag i massaflödets riktning och vid en liknande hastighet som massaflödet.

Detta åstadkoms medelst den hydrauliska cylindern 61 som trycker dragstången 5 in i tryckkärlet för att förskjuta silenheten 8 medströms massans flödesriktning.

Nu åberopande uppfinningen så som den visas i figur 3, lokaliseras i stället massainloppet 1 i kärlets botten och den hydrauliska cylindern 61 med en rörlig kolv 60 lokaliseras inuti den hydrauliska cylindern vid kärlets övre del. Den rörliga kolven 60 inuti den hydrauliska cylindern är förbunden med silen 8 via dragstången 5, så att en ringformad hydraulkammare, genomträngd av nämnda dragstàng 5, lokaliseras under kolven 60 för den hydrauliska cylindern 61.

Således lokaliseras en hydraulkammare av full storlek, ej genomträngd av någon dragstàng, över den hydrauliska cylinderns kolv. l stället för en enda utmatningsskrapa med en central drivaxel, så som den visas i figur 1 och 2, finns i stället flera utmatningsskrapor 3a, 3b, lokaliserade med sina drivaxlar förskjutna från tryckdiffusörens mittlinje. Dessa utmatningsskrapor kan vara installerade i antal av 3 eller företrädesvis 4 enheter, och lokaliserade vid vinkelpositioner vid 120 respektive 90 10 15 20 25 30 537 066 grader från varandra i den perifera riktningen. Således kan den hydrauliska cylindern 61 och utmatningsskrapan anordnas i samma ände av tryckdiffusören.

Som indikerat kan även det inre av silenheten 8 utrustas med åtminstone en separerande vägg 10, indikerat av en streckad linje, vilken kan separera tvättfiltratet FL i 2 fraktioner eller fler, vilken andra fraktion kan evakueras genom ett andra tvättfiltratutlopp 4b, indikerat av streckade linjer. Medelst-ett sådant arrangemang kan en flerstegs tvättfunktion erhållas med fysisk separation av filtraten. En sådan fysisk vägg behöver ej vara nödvändig i en tryckdiffusör, så som den visas i figur 1, eftersom det hetare tvättfiltratet samlas i den övre delen av silenheten, under det att successivt kallare tvättfiltrat samlas i de nedre delarna av silenheten, och det således ej induceras någon blandning av filtrat genom värmekonvektion, eftersom filtraten kommer att separeras beroende på skillnad i temperatur och specifik vikt.

GENOMFÖRANDE Om konceptet enligt uppfinningen installeras i en tryckdiffusör av typen TD140 (uppvisande en tvåttkapacitet av 2 000 ADMT massa/24 tim), så uppvisar huvudhydraulcylindern 61 en diameter av 380 mm, och dragstången i den hydrauliska cylindern uppvisar en diameter av 180 mm. Den kraftpåverkande aktiva nettoarean för kolven i den ringformade kammaren är då endast approximativt 879 cmz, under det att den kraftpåverkande arean för kolven i kammaren av full storlek är 1 133 cmz. Den kraftpåverkande arean för kolven i kammaren av full storlek är således nästan 28 % större än den i den ringformade kammaren. Denna dramatiskt större kraftpåverkande area för det snabba slaget, vilken bestämmer de slutliga kraven för det nödvändiga maximitrycket och kapaciteten för hydrauliska pumpar, kan i stället användas för att välja mindre standardpumpar vid mer blygsamma nominella effekter. Även om uppfinningen har beskrivits i samband med vad som för närvarande anses vara den mest praktiska och föredragna utföringsformen, torde det inses, att uppfinningen inte är begränsad till den avslöjade utföringsformen, utan tvärtom är avsedd att täcka olika modifikationer och ekvivalenta arrangemang, inbegripna inom de bifogade patentkravens anda och omfång. Exempelvis kan, under det generiska huvudkravet, andra utmatningsmedel än de utmatningsskrapor som visas i figur 3 användas, dvs. man använder transversellt monterade transportskruvar etc. Parallella ackumulatorcylindrar för ytterligare reduktion av effektförbrukningen i det hydrauliska systemet, så som de visas i den anhängiga PCT SE2009/050367, kan också användas.

Claims (4)

1. 0 15 20 25 30

2.

3. 537 066 PATENTKRAV . Tryckdiffusör för tvättning av massa innefattande: ett huvudsakligen upprätt, vätsketätt, trycksatt kärl som definierar en första invändig volym för att innehålla massa som skall behandlas under tryck; ett massainlopp (1) till kärlet; ett massautlopp (2) från kärlet, varvid massan huvudsakligen strömmar vertikalt mellan nämnda massainlopp (1) och nämnda massautlopp (2) genom en ringformig invändig volym, definierad mellan det inåtvända tryckkärlets vägg och den utåtvända ytan av en sil (8); varvid silen (8) definierar en rotationsyta, upprättstående inom kärlet, och delvis definierar nämnda invändiga volym innehållande massa och uppvisande övre och nedre ändar av olika tvärsnittsarea; tillförselmedel för tvättvätska (WL) (7) för tillsats av tvättvätska till massaflödet, extraktionsmedel för avlägsnande av vätska (FL) från massaflödet genom nämnda sil (8), ett hydraulcylinderarrangemang, inbegripande åtminstone en hydraulisk cylinder (61) för vertikal förflyttning av nämnda sil (8) via en dragstång (5) i först ett långsamt slag medströms massaflödet och vid massaflödets hastighet, och förflyttning av nämnda sil i ett andra snabbt slag motströms massaflödet, kännetecknad därav, att massainloppet (1) är lokaliserat i kärlets botten, och den hydrauliska cylindern (61) med en rörlig kolv (60) inuti den hydrauliska cylindern är lokaliserad vid kärlets övre del, och att den rörliga kolven (60) inuti den hydrauliska cylindern är förbunden med silen (8) via dragstången (5) på ett sådant sätt, att en ringformad hydraulkammare, genomträngd av nämnda dragstång (5), är lokaliserad under kolven (60) för den hydrauliska cylindern (61), och att en hydraulkammare av full storlek, ej genomträngd av någon dragstång (5), är lokaliserad över kolven (60) för den hydrauliska cylindern (61), vilket således begränsar den nominella effekten för det hydrauliska systemet. Apparat enligt krav 1 kännetecknad därav, att åtminstone en utmatningsskrapa (3a/3b) är lokaliserad i samma ände som den hydrauliska cylindern (61). Apparat enligt krav 2 kännetecknad därav, att åtminstone tre utmatningsskrapor (3a/3b) är lokaliserade med sina drivaxlar förskjutna fràn tryckdiffusörens mittlinje. 537 066

4. Apparat enligt krav 3 kännetecknad därav, att utmatningsskraporna (3a/3b) är lokaliserade vid jämna vinkelpositioner i den perifera riktningen, dvs. om man använder tre utmatningsskrapor vid en vinkel av 120 grader från varandra i den perifera riktningen eller om man använder fyra utmatningsskrapor vid en vinkel av 90 grader från varandra i den perifera riktningen.