FI72051B - Foertjockningsanordning - Google Patents

Description

1 72051

Sakeutin

Keksinnön kohteena on sakeutin, joka käsittää astian, johon on pyörivästi sovitettu sakeutusrumpu ja väli-5 neet sakeutettavan massan johtamiseksi sakeuttimellä ja sakeutetun massan sekä suodoksen johtamiseksi pois sakeutti-melta, jolloin sakeutettava massa on sovitettu syötettäväksi astian toisesta päädystä sakeutusrummun sisään jolloin suodatettavan massan kiinoaineesta muodostuu suodattava kerros 10 sakeutusrummun vaipan sisäpinnalle ja jolloin suodatettavasta massasta poistuva suodos on sovitettu virtaamaan sakeutusrummun sisältä ulospäin suodattavan seinämän läpi astiaan.

Tällaiset laitteet ovat nykyään erittäin tunnettuja etenkin massa- ja paperiteollisuudessa. Laitteiden tehtä-15 vänä on yleensä poistaa veden ja kiintoaineen seoksesta vettä ja säilyttää seos edelleen pumpattavassa muodossa, jolloin seoksen siirto seuraavaan paikkaan on mahdollisimman yksinkertaista. Näillä laitteilla ei siis pyritä erottamaan kiintoainetta nesteestä.

20 Perinteisesti on tehty laitteessa, jossa laimea neste-kiintoaineseos oumoataan akselinsa ympäri pyörivän rummun ulkopuoliseen altaaseen. Suodosneste virtaa kiintoaineesta muodostuneen kerroksen ja suodatinviiran tai - kankaan läpi rummun sisätilaan, josta se valuu edelleen 25 sille tarkoitettuun astiaan. Sakeutuksessa tarvittava paine-ero saadaan aikaan pitämällä nestepinta rummun ulkopuolella korkeammalla kuin rummun sisäpuolella. Parhaimmillaan paine-ero näissä laitteissa on 0,5 x rummun halkaisija (nestepat-sasta) ja suodatuksessa oleva pinta-ala 50 % rummun pinta-30 alasta. Em. seikat ovat eräitä laitteen huonoja puolia, sillä laitteen tehokkuus ei ole paras mahdollinen. Tunnetuissa laitteissa suodinviiraa tai -kangasta pestään suihkuttamalla vettä rummun ulkopuolelta sisälle päin eli samaan suntaan kuin suodos virtaa viiran läpi. Tämä on käy-35 tännössä huono tapa, koska viiran pinnalle tarttunutta kiintoainekerrosta painetaan samalla viiran läpi. Esimerkkinä tällaisista alalla tunnetuista laitteista voidaan 2 72051 mainita Fl-patenttiiulkaisussa 22541 esitettu laite.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laite, iolla ei ole aiemmin tunnettujen laitteiden epäkohtia. Tähän on päästy keksinnön mukaisen laitteen avulla, joka on tunnettu 5 siitä, että sakeutusrummun sisään on kiinteästi sovitettu ainakin yksi sakeutusrummun sisätilan aksiaalisuunnassa peräkkäisiksi tiloiksi jakava haittalevy, johon on sovitettu ainakin yhdet aukot sakeutettavan massan ja ilman sakeutusrummun pituussuunnassa tapahtuvaa virtaamista varten ja että 10 sakeutettu massa on sovitettu poistumaan sakeutusrummusta astian toiseen päätyyn sovitetun ylivuotokohdan kautta.

Keksinnön mukaisen laitteen etuna on sen tehokkuus, sillä paine-ero sakeuttimessa saadaan helposti 1,6 - 1,8 kertaiseksi. Samanaikaisesti suodatuksessa oleva pinta-15 ala on noin 75 % suodattimen pinta-alasta. Suodatuspinta voidaan keksinnön mukaisessa laitteessa lisäksi saada erittäin edullisella tavalla 2 r 4 kertaiseksi aiemmin tunnettuun vastaavankokoiseen laitteeseen verrattuna. Koska vielä lisäksi saadaan paljon suodatuspinta-alaa tilavuutta kohti 20 on sakeuttimen paineistus erittäin edullista.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa selvittämään tarkemmin oheisissa piirustuksissa esitettyjen eräiden edullisten suoritusesimerkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen sakeuttimen en-25 simmäistä suoritusmuotoa sivulta nähtynä periaatektivantonaf kuvio 2 esittää kuvion 1 sakeutinta nähtynä pitkin kuvion 1 viivaa II - II, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen sakeuttimen toista suoritusmuotoa sivulta nähtynä periaatekuvantona, 30 kuvio 4 esittää kuvion 3 sakeutinta nähtynä pitkin kuvion 3 viivaa IV - IV, kuvio 5 esittää kuvioiden 1-2 mukaisen sakeuttimen 3 72051 sakeutusrummun erästä rakenneyksityiskohtaa ja sen toimintaa periaatekuvantona ja kuvio 6 esittää kuvioiden 3-4 mukaisen sakeuttimen sakeutusrummun erästä rakenneyksityiskohtaa ja sen toimin-5 taa periaatekuvantona.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa suoritusmuodossa on viitenumerolla 1 merkitty astiaa ja varsinaista sakeutus-rumpua puolestaan viitenumerolla 2. Päistään avoin sakeu-tusrumpu 2 on sovitettu pyörimään akselinsa ympärille 10 asennetussa astiassa 1. Sakeutusrumpua 2 pyöritetään moottorin 3 avulla nuolen N osoittamaan suuntaan. Sakeutusrummun 2 päädyt on tiivistetty tiivisterenkaiden 4, 5 avulla. Tiivisterenkaina 4, 5 voidaan käyttää esim. V-uratiivis-teitä tai lattatiivisteitä. Sakeuttimeen kuuluu vielä 15 lisäksi välineet sakeutettavan massan johtamiseksi sakeut- timelle ja vastaavasti välineet sakeutetun massan ja suo-doksen johtamiseksi pois sakeuttimelta. Sakeutettavan massan sisäänmeno on merkitty nuolella K, sakeutetun massan ulostulo nuolella L ja suodoksen ulostulo nuolella M.

20 Keksinnön mukaisesti sakeutettava, edullisesti alle 2 % kiintoaineseos syötetään astian 1 päädystä sakeutus-rumraun 2 sisään. Tällöin seoksessa olevasta kiintoaineesta syntyy sakeutusrummun 2 sisäpinnalle sinänsä tunnettu suodattava kerros 6. Sakeutettavan massan sijainnista johtuen 25 massasta poistuva suodos pyrkii virtaamaan sakeutusrummun 2 suodattavan seinämän läpi sakeutusrummun sisältä ulospäin, jolloin suodos päätyy astian 1 pohjalle. Suodattu-misen kannalta erittäin olennainen paine-ero Δρ on myös merkitty kuvioon 2. Kuten kuviosta voidaan nähdä em. paine-30 ero saadaan erittäin suureksi tunnettuihin ratkaisuihin verrattuna. Vastaavat seikat voidaan todeta käytössä olevasta suodatuspinta-alasta. Sakeutettu massa on keksinnön mukaisesti sovitettu poistettavaksi sakeutusrummusta 2 astian 1 päätyyn, edullisesti sen yläosaan sovitetun yli-35 vuotokohdan 7 kautta.

4 72051

Sakeutusrummun 2 sisään on keksinnön mukaisesti sovitettu ainakin yksi rummun mukana pyörivä haittalevy 9, joka jakaa sakeutusrummun sisätilan aksiaalisuunnassa peräkkäisiksi tiloiksi. Em. haittalevyn 9 tai haittalevyjen 5 avulla saadaan sakeutettavan massan virtaus täysin hallituksi sakeuttimen päästä toiseen, jolloin sakeuttimen toimintaolosuhteet paranevat huomattavasti tunnettuun tekniikkaan verrattuna. Haittalevyjen ideana on se, että sakeutusrummun akselin suuntainen sekoittuminen estyy, jol-10 loin kiintoaineen sakeus nousee tasaisesti koko sakeutusrummun pituudella. On kuitenkin selvää, että haittalevyi-hin 9 on tehtävä aukot sekä sakeutettavalle massalle, että ilmalle, koska ilman massan virtausaukkoja laite ei toimisi halutulla tavalla ja ilman ilma-aukkoja paine ei tasaan-15 tuisi sakeutusrummun 2 sisällä. Massan virtausaukot voidaan sovittaa useallakin eri tavalla haittalevylle 9 kuten myöhemmin tullaan esittämään. Ilman virtaamista varten tarkoitetut aukot on sensijaan sijoitettava haittalevyn 9 ulkokehälle, sillä niiden on oltava nestepinnan yläpuolel-20 la, jolloin paine pääsee tasaantumaan edullisella tavalla.

Keksinnön mukaisessa sakeuttimessa on havaittu erittäin edulliseksi muodostaa sakeutusrumpu 2 sovittamalla rummun runkorakenteen päälle sinänsä tunnettu varsinainen suodinviira, jonka aukkokoko ja muut ominaisuudet voi-25 daan valita kulloisenkin tarpeen mukaan. Em. suodinviiran ulkopuolelle on lisäksi kiristetty tukiviira, joka on niin kestävä, että sakeutusrumpu voi olla täynnä sakeutettavaa nestekiintoaineseosta astian 1 ollessa täysin tyhjänä.

Kuvioissa 3 ja 4 on puolestaan esitetty keksinnön 30 mukaisen sakeuttimen toinen edullinen suoritusmuoto. Tämä suoritusmuoto vastaa olennaisilta osiltaan kuvioiden 1 ja 2 suoritusmuotoa. Olennaisena erona on se, että kuvioiden 3 ja 4 suoritusmuodossa astia 21 on paineistettu. Sakeutus-rumpua 22 pyöritetään moottorin 23 avulla. Sakeutusrummun 35 22 päädyt on tiivistetty tiivisteiden 24 ja 25 avulla. Sa keutettavan massan syöttö on merkitty nuolen K' avulla ja

II

72051 5 vastaavasti sakeutetun massan ja suodoksen poistot nuolten L' ja M' avulla. Rummun kiertosuunta on puolestaan merkitty nuolen N' avulla.

Kiintoaineseos syötetään rummun 22 sisään periaat-5 teessä aivan samoin kuin kuvioiden 1 ja 2 sovellutusmuodos-sakin, jolloin sakeutusrummun 22 sisäpinnalle muodostuu sinänsä tunnettu suodattava kerros 26. Suodoksen virtaus on aivan vastaava kuin aiemmin on esitetty kuvioiden 1 ja 2 yhteydessä. Paine-ero Δρ on myös merkitty kuvioon 4. Sa-10 keutettu massa virtaa vastaavasti ulos rummusta ylivuoto-kohdan 27 kautta.

Keksinnön mukaan voidaan rummun suodatuspintaa suurentaa erittäin edullisella tavalla moninkertaiseksi tunnettuun tekniikkaan verrattuna. Tällainen suodatuspinta-15 alan suurentaminen voidaan toteuttaa esim. muodostamalla suodatusrummun suodattava seinämä poimutetuksi pinnaksi. Tämä sovellutus on esitetty kuvioissa 3 ja 4. Suodatusrum-mun 22 muu rakenne on sama kuin aiemmin on esitetty kuvioiden 1 ja 2 yhteydessä. Rummun 22 sisään on sijoitettu ai-20 nakin yksi rummun mukana pyörivä haittalevy 29, joka jakaa rummun sisätilan aksiaalisuunnassa peräkkäisiksi tiloiksi aivan samoin kuin kuvion 1 ja 2 esimerkin yhteydessä on selvitetty. Sakeutettavan massan ja ilman virtausaukot voidaan sijoittaa aivan samoin kuin kuvioiden 1 ja 2 mu-25 kaisen esimerkin yhteydessä on esitetty. On selvää, että haittalevyt toimivat tässä suoritusmuodossa aivan samoin kuin edellä on esitetty kuvioiden 1 ja 2 esimerkin yhteydessä.

Em. haittalevyihin 9, 29 sijoitettavat virtausaukot 30 voidaan sijoittaa usealla eri tavalla, kuten edellä on todettu. Erilaisia vaihtoehtoja on kuvattu periaatteellisesti kuvioissa 5 ja 6. Sakeutusrummussa olevan sakeutettavan massan pääosan virtaamista varten voidaan haittalevyn tai haittalevyjen olennaisesti keskiosaan sijoittaa yksi tai 35 useampi aukko. Ilman virtausaukko tai aukot sijoitetaan 6 72051 sijoitetaan haittalevyn tai haittalevyjen ulkokehälle, jolloin ne rummun pyöriessä ovat ajoittain nestepinnan yläpuolella sallien ilman virtaamisen levyn toiselle puolelle. Sakeutettavan massan ja ilman virtausaukko tai aukot voi-5 daan kuitenkin myös sijoittaa haittalevyjen 9, 29 ulkokehälle. Em. aukkojen sijoittamisessa on lisäksi mahdollista jakaa aukot tasaisesti koko haittalevyn 9, 29 alalle, jolloin haittalevyn ulkokehällä olevat aukot toimivat ilman-virtausaukkoina ollessaan sakeutettavan massan nestepinnan 10 yläpuolella. Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty nuolten avulla sakeutettavan massan ja ilman virtaus eri tavoilla sijoitettujen aukkojen kautta. Sakeutettavan massan, ts. nesteen ja kiintoaineen virtaus on merkitty periaatteellisesti nuolten NV avulla ja ilman virtaus puolestaan nuolten IV 15 avulla.

Keksinnön mukaisessa sakeuttimessa on lisäksi sakeu-tusrummun 2, 22 ulkopuolelle, sen yläosaan sovitetut, sinänsä tunnetut ruiskutusvälineet 8, 28. Em. ruiskutusväli-neiden 8, 28 avulla suihkutetaan sakeutusrummun 2, 22 20 suodattavalle seinälle puhdistusnestettä, joka voi olla esim. vettä tai sakeuttimesta saatua suodosta. Em. puhdis-tusnesteen teho on erityisen suuri, koska kiintoaineesta muodostunutta kerrosta 6, 26 ei yritetä työntää pinnan läpi. Puhdistusnesteen virtaussuunta on siis päinvastainen 25 suodoksen virtaussuuntaan nähden. Näin ollen suodattavan pinnan puhdistus on erittäin tehokasta.

Keksinnön mukaisen rakenteen eräänä etuna on myös se, että ylivuotokohdan 7, 27 ylivuotokynnys voidaan helposti tehdä pystysuunnassa säädettäväksi. Em. säädettävyys 30 on kuvioissa esitetty nuolten H, H' avulla.

Keksinnön mukainen sakeutin toimii pääpiirteittäin seuraavasti. Kun sakeutusrummun 2, 22 sisään pumpataan enemmän sakeutettavaa seosta kuin rummun pinnan läpi virrannutta suodosta poistetaan, niin sakeutusrummun sisällä 35 oleva nestepinta alkaa nousta. Pinnan nousua tapahtuu niin

II

7 72051 kauan kunnes pinta saavuttaa astian toiseen päätyyn sovitetun ylivuotokohdan 7, 27 ylivuotokynnyksen. Ylivuotoaukon kautta sakeutunut massa virtaa seuraavaan prosessivaiheeseen. Altaaseen valunut suodos poistuu välittömästi. Sa-5 keutusrummun 2, 22 sisäpinnalle kiintoaineesta muodostunut suodattava kerros 6,26 putoaa rummun kiertyessä maan vetovoiman avulla alas ja sekoittuu rummun sisältöön.

Sakeutusrummun 2, 22 suodatuspintaa pestään ulkopinnalta sisälle päin ruiskutusvälineiden 8, 28 avulla, jol-10 loin suodatuspinnan sisäpinnalle tarttunut suodattava kerros 6, 26 irtoaa ja putoaa helposti alaspäin. Em. suodattavan kerroksen 6, 26 irtoamista ja viiran puhdistumista voidaan erityisen edullisesti tehostaa järjestämällä sa-keutusrummun yläosaan pieni alipaine puhaltimen avulla, 15 jolloin ilma tai kaasu virtaa suodatussuuntaa vastaan.

Näin suodatuspinnan muodostava viira pysyy puhtaana vaikeitakin ainaita sakeutettaessa. Alipaineen kehittävä puhallin voidaan yhdistää esim. yhteeseen 10 (kuvio 1).

Sakeuttimesta ylivuotona poistuvan massan sakeutta 20 on helppo säätää rummun pyörimisnopeutta muuttamalla. Nostamalla rummun kierroslukua suodosmäärä kasvaa ja ylivuoto-virtaus pienenee eli massa sakeutuu. Loppusakeus voidaan nostaa keksinnön mukaisella sakeuttimella mihin tahansa sakeuteen, jossa massa on vielä juoksevassa muodossa.

25 Sakeuttimessa käytettyä paine-eroa voidaan myös sää tää ylivuotokynnyksen sijaintia säätämällä tai myös tarvittaessa astiassa 1 olevaa suodospintaa säätämällä. Normaalitilanteessa astia 1 on lähes tyhjä. Paine-ero Δρ voi parhaimmillaan olla 0,8 kertaa rummun halkaisija. Tällainen 30 tilanne on silloin, kun astia 1 on tyhjä.

Edellä esitettyjä esimerkkejä ei ole tarkoitettu mitenkään rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa monin eri tavoin. Näin ollen on selvää, että suotimen tai sen eri osien ei 35 tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, 8 72051 vaan myös muunlaiset sovellutukset ovat mahdollisia. Poimutettua suodatussylinterin pintaa voidaan käyttää myös paineettomassa sovellutusmuodossa ja suoraa pintaa vastaavasti paineistetussa sovellutusmuodossa, mikäli tällaiset 5 suoritusmuodot katsotaan tarpeellisiksi. Lisäksi on selvää, että astiaan ja sakeutusrumpuun voidaan tehdä tarpeellisia ilmanpoistoyhteitä ja tyhjennysyhteitä kulloisenkin tilanteen ja konstruktion edellyttämiin kohtiin. Haittalevy tai haittalevyt voidaan luonnollisesti kiinnittää sakeutusrum-10 puun millä tahansa sopivalla tavalla. Haittalevyt voidaan näin ollen tukea esim. rummun symmetria-akselille sovitettuun keskitukeen, jolloin haittalevyjen ulkokehän ja rummun sisäpinnan väliin voidaan jättää rako, joka muodostaa vir-tausaukon massalle ja ilmalle riippuen tarkastelukohdasta. 15 Haittalevyt voidaan kuitenkin kiinnittää myös kehältään rummun sisäpintaan. Tällöin levyihin on luonnollisesti tehtävä aukot ilman ja massan virtausta varten. Em. virtaus-aukkojen suhteen erilaisia haittalevyjä voidaan yhdistellä samaan sakeutusrumpuun täysin vapaasti. Esimerkkinä eri-20 laisten haittalevyjen käytöstä voidaan mainita kuvioissa 5 ja 6 esitetyt suoritusesimerkit. Haittalevyjen lukumäärää ei myöskään ole mitenkään rajoitettu vaan se voidaan valita täysin vapaasti.

Claims (8)

72051 9

1. Sakeutin, joka käsittää astian (1, 21), johon on ovörivästi sovitettu sakeutusrumnu (2. 22) ia välineet sakeutettavan massan johtamiseksi sakeuttimelle ja sakeutetun massan seka suodoksen johtamiseksi pois sakeutti-5 meitä, jolloin sakeutettava massa on sovitettu syötettäväksi astian (1, 2) toisesta päädystä sakeutusrummun (2, 22) sisään jolloin suodatettavan massan kiinoaineesta muodostuu suodattava kerros (6, 26) sakeutusrummun (2, 22) vaipan sisäpinnalle ja jolloin suodatettavasta massasta poistuva suodos 10 on sovitettu virtaamaan sakeutusrummun (2, 22) sisältä ulos päin suodattavan seinämän läpi astiaan (1, 21), tunnet-t u siitä, että sakeutusrummun (2, 22) sisään on kiinteästi sovitettu ainakin yksi sakeutusrummun sisätilan aksiaali-suunnassa peräkkäisiksi tiloiksi jakava haittalevy (9, 29), 15 johon on sovitettu ainakin yhdet aukot sakeutettavan massan ja ilman sakeutusrummun (2, 22) pituussuunnassa tapahtuvaa virtaamista varten ja että sakeutettu massa on sovitettu poistumaan sakeutusrummusta (2, 22) astian (1. 21) toiseen oäätvvn sovitetun ylivuotokohdan kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sakeutin, tun nettu siitä, että ainakin yhden haittalevyn (9, 29) aukko/aukot sakeutusrummussa (2, 22) olevan sakeutettavan massan pääosan virtaamista varten on sijoitettu olennaisesti haittalevyn (9, 29) keskiosaan ja että aukko/aukot sakeutus-30 rummussa (2, 22) olevan ilman virtaamista varten on sijoitettu haittalevyn (9, 29) ulkokehälle.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sakeutin, tunnettu siitä, että ainakin yhden haittalevyn (9, 29). aukko/aukot sakeutusrummussa (2, 22) olevan sakeutettavan 35 massan ja ilman virtaamista varten on sijoitettu haitta- levyn (9, 29) ulkokehälle. 10 72051

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sakeutin, tunnettu siitä, että ainakin yhden haittalevyn (9, 29. aukot sakeutusrummussa (2, 22) olevan sakeutettavan massan ja ilman virtausta varten on sijoitettu tasaisesti 5 koko haittalevyn (9, 29) alalle niin, että haittalevyn (9, 29) ulkokehällä olevat aukot toimivat ilmanvirtausaukkoina ollessaan sakeutettavan massan nestepinnan yläpuolella.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sakeutin, tunnettu siitä, että sakeutusrum- 10 mun (2, 22) suodattava seinämä on muodostettu rummun runkorakenteen päälle sovitetusta, sinänsä tunnetusta suodinvii-rasta ja suodinviiran ulkopuolelle kiristetystä tukivii-rasta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sakeutin, 15 tunnettu siitä, että sakeutusrummun (2, 22) suodattava seinämä on muodostettu sinänsä tunnetuksi poimutetuksi pinnaksi.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sakeutin, tunnettu siitä, että sakeutusrummun (2, 20 22) ulkopuolelle, sen yläosaan on sovitettu sinänsä tunne tut ruiskutusvälineet (8, 28) puhdistusnesteen johtamiseksi sakeutusrummun (2, 22) suodattavalle seinämälle suunnassa, joka on päinvastainen suodoksen virtaussuuntaan nähden.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sakeutin, 25 tunnettu siitä, että ylivuotokohdan (7, 27) yli-vuotokynnys on tehty pystysuunnassa säädettäväksi. 11 72051