FI81137B - Foerfarande och anordning foer urvattning av fibersuspensioner. - Google Patents

Description

1 81137

Menetelmä ja laite kuitususpension saostamiseksi -Förfarande och anordning för urvattning av fibersuspension

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite kuitu-suspension saostamiseksi. Erityisesti keksintö kohdistuu veden poistamiseen massasta, joka saatetaan saostumaan suljetussa tilassa, iossa on hienoreikäinen tai hienorakoinen sihtipinta, ylläpitämällä saostumise]le tarpeellinen paine-ero sihtipintojen yli.

Kuitumateriaalin, etenkin selluloosa- ja pesukuitumassan, käsittely tapahtuu tavallisimmin laimeana suspensiona. Esimerkiksi lajittelu reikä- tai rakosihdeillä suoritetaan 1 - 3 %:n sakeudessa. Lajittelun jälkeen kuitususpensio joudutaan eri syistä saostamaan korkeampaan sakeuteen. Usein sakeus nostetaan alueelle 10 - 15 % esimerkiksi varastointia tai rejektinjauhatusta varten.

Ennestään tunnetaan alan kirjallisuudessa usein esillä olevat ;: erilaiset imusuotimet. Niissä sakeutus saadaan aikaan imemällä vettä massasta viirakankaan läpi. On myös olemassa joukko muita ideoita tai kehitysvaiheessa olevia laitteita, joilla voidaan poistaa suuria määriä nestettä massasuspensiosta. Yhteistä näille kaikille on, että laitteet ovat monimutkaisia ja sisältävät liikkuvia osia. Esimerkkinä tällaisesta laitteesta mainittakoon US-patenttijulkaisu nro 3,455,821, jossa sihtipinta puhdistetaan värähtelyillä.

US-patenttijulkaisusta 3,870,638 on tunnettua sihtipinnan : puhdistaminen käyttämällä pelkästään takaisinpuhallusta ja painesykäyksiä. Ongelmana on kuitenkin se, että on vaikea ajoittaa takaisinpuhallus ja painesykäykset niin tarkasti, että sihti puhdistuisi, sakea massa virtaisi eteenpäin ja laimea massa täyttäisi sihtialueen saostusvyöhykkeen yhdessä nopeassa liikkeessä. Laitteelle on myös tunnusomaista, että 2 81137 j saostunut massa pysyy saostusvaiheen aikana paikallaan sihti-pintaan nähden.

Edellä mainituilla laitteilla päästään yleensä sakeuteen 10 -15 %. Kuitenkin usein on tarvetta nostaa massan sakeutta yli mainitun 10 - 15 %:n. Alan kirjallisuuden mukaan käytetään tavallisesti korkeampia sakeuksia varten telapuristimia tai puristusruuveja.

Telapuristimissa massa levitetään radaksi ja saatetaan kulkemaan kahden rei'itetyn telan välissä. Telat muodostavat puristinnipin, jossa vesi poistuu massasta. Puristuksen jälkeen massa putoaa keräilyruuville, jolla se siirretään seuraavaan käsittelyvaiheeseen. Tällaisen laitteen haittapuoli on monimutkainen konstruktio ja ilman sekoittuminen massaan puristuksen jälkeisissä vaiheissa.

Puristinruuvissa massasta poistetaan vettä pakottamalla massa suppenevaan tilaan, jossa on sihtipinta. Tällöin vesi pakotetaan valumaan sihtipinnan kautta pois ja sakeus nousee.

Tällaisen laitteen ongelmana on monimukainen rakenne ja sihtipinnan aukkojen suuri tukkeutumisvaara.

Yksinkertaisempina saostin/suodatinrakenteina tunnetaan ns. putki suodattimet, joista esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 3,794,179 esitetään menetelmä ja laite kiintoainetta sisältävän nesteen saostamiseksi. Laitteen toiminta perustuu siihen, että ensimmäisessä vaiheessa massa saatetaan saostumaan sihtipinnalle. Toisessa vaiheessa saostunut aines huuhdellaan runsaalla virtauksella. Vaihtoehtoisena puhdistusmenetelmänä voidaan käyttää, jatkuvaa huuhtelua. Käytet-tiinpä kumpaa huuhtelutapaa hyvänsä, on ongelmana saostuneen massan laimeneminen huuhtelunesteen vaikutuksesta. Siten laite soveltuu paremmin kiintoai neettoman sutrdoksen aikaansaamiseen kuin massasuspension saostamiseen.

3 81137

Toisena esimerkkini putkityyppisestä suodattimesta esitetään US-patenttijulkaisun 3,674,154 mukainen laite, jossa ongelmana on sihtipinnan tukkeutuminen. Tämä voidaan välttää ainakin osittain hyödyntämällä virtauspoikkipinta-alan laajenemista, jolloin ko. julkaisun mukaan partikkelit pysyvät hitautensa vuoksi virtauksen keskellä ja kevyempi neste pyrkii seinämille ia. sihtipinnan aukoista ulos. Tällainen laite toimiikin eroteltaessa verrattain kookkaita partikkeleita nopeasti virtaavasta laimeasta nesteestä. Laite ei kuitenkaan sovellu massasuspcnsion säestämiseen, koska kuidut eivät ole suspensiossa irrallaan vaan muodostavat kolmiulotteinen kuituverkos-ton, joka pyrkii laajentumaan kuitujen taivutusvoimien ansiosta. Kuidut eivät siis jää virtauksen keskialueelle. Toinen este kyseisen US-julkaisun mukaisen laitteen käytölle on se, että massavirtans etonee putkistossa tulppavirtauksera, joka on jähmeä, jolloin virtaus ei noudata nestemäisten aineiden ominaisuuksia kuristus- ja laajennuskohdissa.

Kolmantena edellisten kaltaisena ratkaisuna mainittakoon US-patenttij\ilkaisun 4,421,646 mukainen laite, joka on putki-tyyppinen suodatin, jossa on useita päällekkäisiä sihti levyjä tai vastaavia, joiden väleihin on järjestetty hienosuodatuksen hoitavaa materiaalia. Ko. ratkaisu on, kuten julkaisustakin ilmenee, tarkoitettu veden tai vastaavan suodatukseen eikä suspension saostukseen. Kuitususpension saostamiseen laite ei soveltuisikaan koska sihtilevyjen raot suorastaan keräisivät kuituja ja toisaalta levyjen välinen hienosuodatusmateriaali tukkeutuisi välittömästi massasuspension mukana kulkevista hienoaineista.

Neljäntenä esimerkkinä saostuslaitteista mainitaan US-patert-tijulkaisun 2,998,064 mukainen putkisaostin, joka on tarkoitettu erottamaan nestettä hake-nestesuspensiosta. Saostimen seinämät muodostuvat virtauksen suuntaisista rivoista, joiden väliin jää rakoja, jotka ovat niin pieniä, että puutikut eivät 4 81137 mahdu niiden läpi. Lisäksi putken tuloaukon halkaisija vastaa saostimen sisähalkaisijaa ja putken lähtöaukon halkaisija .saostimen ulkohalkaisijaa, joten osittain rakoihin tunkeutuneetkin tikut kulkeutuvat virtauksen mukana tukkimatta saos-tinta poistopäästö lähtien. Rakenteellisesti tällainen saostin on kuitenkin vaikea toteuttaa, koska saostimen seinämä on koottu irrallisista tangoista, joiden kiinnitys tukevasti toisiinsa siten, että raot ovat vakiomittaiset, vaatii tarkkuutta ia huolellisuutta.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä ia laite veden poistamiseksi kuitususpensiosta staattisella saostimella ilman liikkuvia osia ja ilman edellä esitettyjen ratkaisujen haittapuolia.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusmerkillistä se, että kuitususpensio johdetaan ainakin osittain suodatuspin-noilla varustettuun kanavaan, jossa se liukuu moniulotteisen kuituverkoston muodostamana tulppavirtauksena, jolloin kuitu-: suspension sisäinen kitka on suurempi kuin pintakitka massan :: ja suodatuspannan välillä.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että saos-tinosa muodostuu suodatuspintojen tai suodatuspintojen ja näiden vastinpintojen rajoittamista yhdestä tai useammasta virtauskanavasta, joiden suodatuspintojen huokosten, reikien tai rakojen koko sekä mainittujen virtauskanavien dimensiot on valittu niin, että kanavassa virtaavar seostettavan massan pintakitka jää pienemmäksi kuin sisäinen kitka.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta selitetään yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää, kuinka kuitususpension sakeus vaikuttaa il 5 81137 massan pintakitkaan ja sisäiseen kitkaan, kuvio 2 esittää suurennetussa mittakaavassa, kuinka sjhti-pinnan aukkojen koko vaikuttaa kuitujen käyttäytymiseen aukon läheisyydessä, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavan laitteen erästä edullista suoritusmuotoa, kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavan laitteen erästä toista edullista suoritusmuotoa, kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavan laitteen kolmatta edullista suoritusmuotoa, kuvio 6 esittää keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavan laitteen neljättä edullista suoritusmuotoa, kuvio 7 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen sovellutusta massan valkaisuprosessiin, ja ^ kuvio 8 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen menetel män ja laitteen sovellutusta rejektin jauhatukseen.

: kuviot 8 a ja b esittävät keksinnön mukaisen laitteen toi mintaa graafisena esityksenä.

Kuvion 1 koordinaatisto muodostuu massan sakeutta kuvaavasta vaaka-akselista ja kitkaa kuvaavasta pystyakselista. Käyrä 1 kuvaa putkivirtauksessa kitkan riippuvuutta massan sakeudesta silloin, kun putken seinämässä on suurehkoja aukkoja (0 yli 1 mm). Käyrä 2 kuvaa massan sisäistä kitkaa, toisin sanoen sitä, kuinka suuria leikkausvoimia massa voi siirtää eli kuinka tiukasti massan kuidut ovat kiinni toisissaan. Käyrä 3 • vastaa käyrää 1 reikien ollessa kuitenkin pienemmät (0 noin ·. 0,2 mm). Käyrä 4 kuvaa pintakitkaa putkivirtaukselle, ts.

6 81137 kuinka suuria leikkausvoimia syntyy ehyellä putki seinämällä massan virratessa hitaasti putkessa. Koska pintakitka 4 on pienempi kuin sisäinen kitka 2, massa etenee tulppavirtauksena putkessa. Tämä on yleisesti tunnettua ja pätee pienillä virtausnopeuksilla. Esimerkiksi sakeudeltaan 10 %:n massa on erittäin jähmeä ja virtaus tapahtuu täysin tulppavirtauksena normaaleilla virtausnopeuksilla, jotka ovat 1-2 m/s. Virtausnopeus on nostettava alueelle 30 - 40 m/s ennen kuin yleisturbulenssi tulee niin suureksi, että kuituverkosto rikkoutuu ja virtaus ei enää tapahdu tulppavirtauksena. Massavirtaus siis muodostaa jäykän tulpan, joka vetää mukanaan myös pintakuidut niin kauan kuin virtausnopeus on riittävän alhainen, eivätkä kuidut tartu seinämään.

Massasuspensiota on mahdollista saostaa sen virratessa putkessa tekemällä putken seinämään reikiä, rakoja tai huokosia. Kuvio 2 osoittaa, kuinka kuidut käyttäytyvät eri suuruisten reikien kohdalla. Kuvio 2A esittää tilannetta, jossa aukot ovat riittävän pieniä, Φ noin 0,2 mm, jolloin kuidut eivät mene reikään vaan jäävät sihtilevyn pinnalle. Kuidut eivät tartu sihtipintaan, vaikka suodosta poistuukin reikien kautta. Kuvion 1 mukaisesti pintakitka 3 on hieman suurempi kuin sileällä pinnalla vaikuttava kitka 4.

Jos käytetään liian suuria reikiä (0 noin 1 mm, kuvio 2B) , kuidut menevät osittain reikiin, pintakitka nousee ja voi helposti ylittää massan sisäisen kitkan 2. Tällöin kuitujen väliset sidokset löystyvät ja kuidut eivät enää muodosta jähmeätä verkostoa, mistä seuraa kuitujen joutuminen yhä suuremmassa määrin sihtipinnan reikiin, mistä edelleen seuraa sihtipinnan pikainen tukkeutuminen.

Siten on oleellista, että saostuslaitteessa pintakitka pidetään pienempänä kuin kuitususpension sisäinen kitaka. Toisin sanoen annetaan virtauksen pysyä tulppavirtauksena, jolloin massasuspension muodostavat kuidut ovat tiukasti toisissaan

It 7 81137 kiinni ja kulkevat siten massan mukana tarttumatta suodatus-pinnan reikiin kiinni.

Keksinnön mukaisen menetelmän mukaan voidaan syöttömassan sakeudeksi valita s^. Kuvion 1 mukaisesti sisäinen kitka käyrältä 2 on K. Jos laitteessa on pienireikäinen sihtipinta, sakeus voi nousta arvoon Sj pinnan läheisyydessä ilman, että pintakitka .3 ylittää sisäisen kitkan 2. Toisaalta, mikäli syöttösakeus ja haluttu sakeus samoin kuin virtausnopeuden vaikutus tiedetään, voidaan määrittää sihtipinnan aukkojen maksimikoko.

Siten keksinnön mukaan on mahdollista poistaa tulppavirtauksen pinnalta suodosta tulppavirtauksen siitä häiriintymättä.

Tämän voi tehdä hallitusti ja siten nostaa keskisakeutta sihtipinnan tukkeutumatta vaikka sakeus pintakerroksessa on korkeampi kuin sakeus muualla virtauksessa. Tämä on mahdollista massasulpulla, jossa kuidut muodostavat kolmiulotteisen kuituverkoston, joka on erittäin jäykkä vaikkakin kuitujen välissä on helposti juoksevaa nestettä, joka poistetaan.

Kun tarvittava sakeuden nosto on suurempi kuin sihtipinnan aukkojen koko pääasiassa sallii, on edettävä asteittain, ensimmäisessä vaiheessa sakeudesta s^^ pintasakeuteen Sj, jolloin keskisakeus on s^, toisessa vaiheessa keskisakeudesta pintasakeuteen jne. Esimerkkinä mainittakoon koeajo, jossa eräällä massalaadulla pystyttiin nostamaan sakeus arvosta 11,4 % arvoon 14,25 % yhdessä vaiheessa.

Kuviossa 3 esitetään keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavan laitteen eräs edullinen suoritusmuoto, joka laite 10 koostuu tuloaukosta 11. poistoaukosta 12, nämä yhdistävästä kanavasta 13, kanavan suodattavista pinnoista 14 ja 15, ulkoseinämästä 16 sekä suodoksen poistokanavasta 17 ja siinä olevasta säätö-venttiilistä 18. Keksinnön mukainen laite toimii siten, että β 81137 laite ensinnäkin on kytketty massan virtausputkistoon tai vastaavaan, jolloin massa etenee tulppavirtauksene läpi saostin-laitteen 10. Saostimen 10 sihtipinnoilla 14 ja 15, jotka voivat myös olla yksi yhtenäinen sylinterimäinen pinta, paine-ero vaikuttaa sihtipinnan yli, jolloin nestettä suotau-tuu sihtipinnan läpi. Tarvittava paine-ero syntyy joko massan itsensä aiheuttamasta hydraulisesta paineesta, pumpun paineesta, erikseen kehitetystä imusta tai näiden jostakin kombinaatiosta. Suodattava pinta 14, 15 muodostuu joko tasomaisesta tai kaarevasta levystä, jossa on reikiä, rakoja tai huokosia, joiden halkaisija tai leveys ovat alle 0,3 mm, edullisesti 0,2 mm, millä mahdollistetaan rittävien virtausnopeuksien käyttö yhdistettynä hyvään saostustulokseen.

Eräänä kuvion 3 mukaisen laitteen edelleenkehitysmuotona voidaan ajatella saostinta, jossa suodattavien pintojen väliseen kanavaan on sijoitettu keskeisesti jakokappale, joka rajoittaa t.ulokanavaa suppeammat kanavat itsensä ja suodatta-; vien pintojen väliin. Suoritettaessa kokeita, joihin jo edellä : viitattiin, oli saostinratkaisu juuri edellä esitetyn kal- täinen siten, että suodattava pinta muodostui sihtilevysylin-teristä, jonka halkaisija oli 381 mm ja keskeisesti sijoitettu jakokappale oli suJjettu umpinainen sylinteri, jonka halkaisija oli 256 mm. Siten sihtipinnan umpinaisen sylinterin väliin jäi 62,5 mm:n levyinen rengasmainen virtauskanava.

: 2 Kokeessa sihtipinnan pituus oli n. 330 mm, pinta-ala 0,4 m , josta avointa pintaa oli 10 % ja sihtipinnan aukot halkaisi- jaltaan 0,2 mm:n reikiä. Syöttömassan sakeus oli 11,4 % ja saostetun massan 14,25 %. Tilavuusvirta oli 500 3/min, syft- töpaine 4,9 bar ja peire-ero suodattimen yli 4,2 bar suodoksen ollessa 100 1/min.

Kuviossa 4 esitetyn keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukainen laite on jatkokehittelyn tulos kuvion 3 mukaisesta ja em. kokeessa käytetystä laitteesta. Kuvion

II

, 81137 mukainen laite on rakenteeltaan yleisesti ottaen sylinteri-mainen, joskin myös erilaiset kartion ja sylinterin sekä kahden kartion erilaiset ratkaisut tulevat kyseeseen. Kuvion mukaisesti laite 20 koostuu sylinterimäisestä tulokanavasta 21, vastaavanmuotoisesta poistokanavasta 22 ja niiden v?]iin sijoittuvasta saostincsasta 23. Saostinosa 23 jakautuu kolmeen vyöhykkeeseen: ensimmäinen saostusvyöhyke 24, tasaus-vyöhyke 25 ja toinen saostusv\'öbyke 26. Ensimmäinen saostus-vyöhyke 24 puolestaan koostuu sylinterimäisestä jakokappalees-ta 27, sen suodatinpinnalla varustetusta vaipasta 28, vastakkaisesta suodoskamniosta 29, johon neste suotautuu sihtipinnan 30 läpi sekä suodoksen poistokanavista 31 ja 32, joista jälkimmäinen johtaa nesteen pois jakokappaleen 27 muodostamasta suodoskammiosta. Jakokappaleen 27 suodatinpinnan 28 ja vastakkaisen sihti- eli suodatuspinnan 30 väliin jää ensimmäi-nen virtauskar.ava 33.

Tasausvyöhyke 25 muodostuu kuvion 4 suoritusmuodossa jako-kappaleen 27 ja sen jatko-osan 34 välisen olakkeen 35 ja myös • : suodatuspinnan 30 päättävän olakkeen 36 laajentaessa virtaus- poikkipintaa kanavan 33 jatkeena olevassa kanavassa 37. Tasausvychykkeen tarkoituksena on sekoittaa kuitususpensiota niin, että sen sakeus tasoittuu. Kuvion suoritusmuodossa jyrkknkulmaiset olakkeet aiheuttavat kuituverkoston uudelleen-orientoitumisen ja sitä kautta sakeuden tasoittumisen. Syy sekoittamiseen on, että ensimmäiseltä saostusvyöhykkeeltä tulevan "massarenkaan" sisä- ja ulkokehän sakeus on huomattaviisi:'. suurempi kuin renkaan keskiosan sakeus. Siten on saostuksen tehokkuuden kannalta edullista saada massasuspensio mahdollisimman hyvin sekoitetuksi ennen toista saostusvyöhy-kettä. Perusteena virtausta en laajentamiselle on se tieto, että massan sakeuden kasvaessa kasvavat myös suspension kuitujen väliset sidosvoimat. Toisin sanoen massan ollessa laimeata on suodatuspintojen välimatkan oltava pieni, jotta massa ei pääsisi tarttumaan sihtipintaan vaan pysyisi tulppa- 10 81137 virtauksena. Nyt ensimmäisen saostusvaiheen jälkeen sakeus on kohonnut sen verran, että virtauspoikkipintaa voidaan suurentaa kasvaneen sisäisen kitkan ansiosta. Massan sakeus saadaan myös tasoittumaan antamalla sen riittävän kauan olla ilman suodoksen poistoa, "ioten olakkeen käyttö lähinnä tehostaa muutenkin tapahtuvaa tasoittumista.

Tasausvyöhykkeen 25 jälkeen tulee toinen saostusvyöhyke 2G, joka rakentuu rengasmaisen virtauskanavan 37 ympärille. Kanavan 37 sisäpinnan muodostaa suodatuspinta 38, joka sijoittuu jakokappaleen 27 jatkon 34 vaipaksi. Suodos poistetaan joko suodoskammion 27 kanssa yhteistä kanavaa pitkin tai omaa erillistä kanavaa 39 pitkin. Virtauskanavan 37 ulkokehän muodostaa suodatuspinta 40, jonka ulkopuolelle jää suodos-kammio 41, josta suodos voidaan johtaa pois joko suodoskammion 29 kautta tai omaa kanavaa 42 pitkin.

Suodatuspintojen yli vaikuttava paine-ero on mahdollista aiheuttaa joko hydrostaattisella paineella, poistokanavan kuristuksella tai suodoskammioon aiheutettavalla imulla, kuten jo aiemmin on esitetty.

Kuvion 4 mukaisella laitteella on mahdollista suorittaa jo kuvion 1 yhteydessä mainittu asteittainen saostus samalla laitteella. Samoin on mahdollista järjestää saman laitteen - yhteyteen useampiakin saostusvaiheita kuin kuviossa 4 esitetyt kaksi vaihetta. Olennaista myös on järjestää aina tasausvyö-·: hyke eri saostusvyöhykkeiden välille massan sakeuden tasoit tamiseksi mahdollisimman tasaiseksi. Tätä ei välttämättä tarvitse tehdä kuvion 4 mukaisella äkillisellä virtauspoikki-pinnan laajennuksella, vaan esimerkiksi liikkuvalla mekaanisella elimellä, joka voi olla esimerkiksi roottori sylinteri-mäisten laitteiden kyseessä ollen. Tällöin tulee myös mahdolliseksi kahden sisäkkäisen kartion käyttö suodatuspintoina, joista kartioista ulommalla on suurempi kärkikulma, jolloin π 81137 virtauskanava laajenee tasaisesti poistoaukkoa kohti. Sarroir on ajateltavissa käyttää kartiota ja sylinteriä tai kahta vastakkaisiin suuntiin lievästi suppenevaa kartiota. Perusperiaate on antaa virtausta en laajeta tulcaukosta pcistoauk-koon päin.

Kuviossa 5 esitetään kuvion 3 ratkaisua vastaava suoritusmuoto, kuitenkin sillä erotuksella, että saostinlaitteen 70 suodattavat pinnat 74 ja 75 on valmistettu joustavasta materiaalista. Edullisesti pinnat 74 ja 75 muodostavat kuvion 5 mukaisen kuristuskchdan 76, josta asemasta pinnat 74 ja 75 kuitenkin voivat massan paineen vaikutuksesta siirtyä kohti tukipintojaen 72 ja 73, jotka estävät virtauskanavan laajenemisen poistoaukkoa 77 suuremmaksi. Edullisesti suodatuseli-menä voi olla rei'itetty sylinterimäinen kumiputki, joka on päistään pingotettu tulo- ja poistoaukkojen suuruiseksi.

Kuviossa 6 puolestaan esitetään periaatteessa kuvion 4 rakennetta vastaava, hieman yksinkertaistettu suoritusmuoto, jossa :.· saostinlaitteen 80 jakokappale 84 on järjestetty pinnaltaan 88 pullistuneeksi ja joustavaksi esim. paineilmalla siten, että sen pinta puristaa massaa vasten vastinpintaansa 90, joka voi myös olla joustava kuvion 5 pintojen 74 ja 75 tavoin. Tällöin on mahdollista, että suuretkin massaflokit pääsevät virtaus-tien 87 läpi tukkimatta sitä. Tämä voidaan varmistaa vielä sillä, että jakokappale tehdään virtaussuunnassa suppenevaksi, joka suppenevuus kompensoidaan suodattavien pintojen pullistumalla. Kuviossa 6 on lisäksi esitetty pinta PR rei'itetyksi, jolloin se ei tietenkään voi olla suoraan paineilmalla pullis-tettu, vaan esimerkiksi yhdellä tai useammalla paineväliaine-laitteella, kuten jakokappaleen 84 ympärille järjestetyllä rengasmaisella paine-elimellä. Mikäli taas pinta 88 on tiivis paineilma tai vastaava voidaan johtaa vaikkapa yhteen 82 kautta jakokappalceseen.

I* 81137

Kumpikin esitetty suoritusmuoto on vain esimerkkinä siitä, kuinka monia erilaisia variaatioita voidaan keksinnön mukaisesta laitteesta ja menetelmästä löytää. Lisäksi on mahdollista, että virtauskanavien ollessa suorakulmaisia muodostuu suodattavien pintojen jousto koko seinämän painumisesta jotakin paine-elintä (jousi, kumiopalie tms.) vasten. Tällöin tietenkin seinämän lähtöasema on virtauspinta-alaa kuristava ja maksimaalinen jousto määrittyy saostimesta poistuvan virtaustien pinta-alan mukaan. Mainittu paine-elin tuo myös mukanaan säädettävän puristusvoiman. Edelleen on mahdollista, että joissakin tapauksissa voidaan käyttää jakokappaleena paineeltaan säädettävää pussimaista elintä, joka on rei'it-tämätön ja jonka ainoa tarkoitus on kuristaa massavirtausta vasten suodattavia pintoja.

! Kuitenkin kaikille joustavan suodatuspintaa hyödyntäville ratkaisuille on ominaista, että ne sallivat flokkier läpimenon tukkimatta saostinta tai pienentämättä saostimen saostuskykyä, koska ne joustavat vain kyseisen flokin kohdalla ja palautuvat muotoonsa flokin jälkeen.

faostimen ei välttämättä tarvitse olla sylinterimäinen, vaan tulokanava, poistokanava ja saostinosa voivat olla elliptisiä, tai suorakaiteen muotoisia, ts. mitä hyvänsä säännöllistä geometrista muotoa, johon on mahdollista sijoittaa jakokappale keskeisesti siten, että kuitususpensio virtaa tasaisesti sen ohitse. Laitetta voidaan kehittää edelleen niin, että saosti-meen kuuluu useita erillisiä jakokappaleitä, jotka määrittelevät saostimen ulkopintojen kanssa useita edullisesti saman virtausvastuksen muodostavia virtauskanavia. Giten on mahdollista järjestää suodattavat pinnat tasomaisiksi ja tarvittaessa toisiinsa nähden hieman virtaussuuntaa vastaan kiilamaisiksi siten, että virtauskanava laajenee virtauksen suuntaan. Ei myöskään ole tarpeen, että kaikki kuviossa 4 esitetyt suodatuspinnat olisivat käytössä, vaan on mahdollista i3 81137 käyttää laitetta, jossa esim. jakokappale on täysin umpinainen. Luonnollisesti osa sihtipinnoista voi ajoittain olla käyttämättä tai pintojen puhdistamiseksi voidaan käyttää takaisinpuhallusta hetkellisesti.

Kuvio 7 esittää keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen sovellutusta massan valkaisuprosessiin. Saostajalta 50 massa pumpataan vaikkapa 12 %:n sakeudessa ns. MC-pumpulla 51 keksinnön mukaisen saostimen 52 läpi kemikaalisekoittimeen 53, iohon tullessaan massa on sakeutettu noin 18 %:iin, jollaisena massa edelleen johdetaan valkaisutorniin 54.

Toisena suoritusesimerkkinä esitetään kuviossa 8 keksinnön mukaisen laitteen sovellutus rejektijauhatukseen, jossa massa pumpataan re jektimassasäi.1 iörtä 60 pumpulla 61 saostimeen 62, " joka on kytketty suoraan putkilinjaan, ja josta massa edelleen virtaa jauhimeen 63 saostettuna 3 %:n sakeudesta 8 %:n sakeu-teen.

Kuten edellä esitetyistä parista suoritusesimerkistä käy ilmi, löytyy keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteelle lukuisia erilaisia sovellutuskohteita. Yksinkertaisuutensa, pienen kokonsa ja toimintavarman rakenteensa puolesta laite soveltuu moniin sellaisiin käyttökohteisiin, jonne olisi suuria vaikeuksia saada sovitettua tavanomaisia rumpu- yms. saostimia.

Selitysosassa on kuvattu yksityiskohtaisemmin vain paria edullista suoritusmuotoa, joille on esitetty myös erinäisiä vaihtoehtoisia ratkaisuja hieman vleisemmässä muodossa. Kokeessa käytetyn sylinterimäisen saostimen, jossa suodatus-pinnassa on halkaisijaltaan 0,2 mm:n reikiä, tilalla voidaan käyttää, esim. kahta yhdensuuntaista tasomaista sihtipintaa, jotka määrittelevät virtaustien välissään, tai neliömäistä tai jotakin vastaavaa putkea. Samoin sihtipinnan reiät voidaan korvata pitkillä, joissakin tapauksissa päättymättömillä 14 81137 virtauksen suuntaisilla raoilla, joiden leveys on edullisesti 0,2 mm. Tällä vaihtoehdolla vähennetään edelleen sihtipinnan tukkeutumisvaaraa.

Eräänä rakosihdin edullisena muotona on rakenne, jossa massan-puoleinen sihtipinta muodostuu pitkistä, joskus leveydeltään jopa alle 0,2 mm: n raoista. Sihdin ulkopinnan puolelta on näiden rakojen pohjaan saakka porattu sihtiraon halkaisijaan nähden suurempia reikiä, jotka saattavat joissakin tapauksissa ulottua jopa useamman raon pohjaan saakka samanaikaisesti.

Sihtipinnan tukkeutumisen varalta on laitteeseen mahdollista järjestää vastavirtahuuhtelulaitteisto tai laitteen sisä-kappale voidaan järjestää liikuteltavaksi myötävirtaan, jolloin ainakin pahat tukkeumat aukeavat. lisäksi saostimeen voidaan järjestää erilaisia kaapimia tai roottoreita tukkeutumien avaamiseksi.

Kuviossa 9 a esitetään ajan funktiona paine-eroa sihtipinnan yli. Kuviossa 9 b esitetään suodoksen poistokanavan tilavuusvirran muuttumista ajan funktiona. Alkuvaiheessa, toisin sanoen laitetta käyttöönotettaessa sekä paine-ero sihtipinnan yli että suodoksen tilavuusvirta kasvavat tasaisesti. Tässä vaiheessa siis kuitususpension tulppavirtauksen sisäinen kitka on suurempi kuin pintakitka kuitutulpan ja sih-: tipinnan välillä, koska suodosmäärä kasvaa tasaisesti paine- eron lisääntyessä. Jollakin paine-eron arvolla kuitenkin voidaan todeta suodosmäärän alkavan vähentyä jyrkästi, mikä merkitsee sitä, että sihtipirra]le on alkanut muodostua kuituverkostoa nopeasti eli pintakitka on kasvanut suuremmaksi kuin sisäinen kitka kuitutulpassa. Tässä vaiheessa paine-eroa pienennetään, kuten kuviossa 9 a on esitetty, jolloin suodoksen määrä alkaa lisä.äntyä kuvion 9 b mukaisesti, kunnes jonkin ajan kuluttua päästään samalle tasolle suodosmäärässä paine-eron suhteen kuin säätöä aloitettaessa.

is 81137

Till löin voidaan todeta sihtipinnan puhdistuneen täydellisesti. Nyt, kun tiedetään paine-eron maksimaalinen arvo, ts. se arvo, jolla kuitumatto alkaa muodostua, voidaan paine-ero säätää jonkin verran matalammaksi, jolloin suodosvirtn pysyy tasaisena ja sihtipinta ei pyri tukkeutumaan. Käytettävän paine-eron suhteessa maksimaaliseen, tukkeutumisen aiheuttavaan paine-eroon määrää se, kuinka tarkkaan tiedetään laitteelle tulevan massan sakeuden raja-arvot. Mitä tasaisempaa massa sakeudeltaan on, sitä lähemmäksi maksimaalista paine-eroa voidaan mennä ja käänteen. Edellä kuvattua menettelyä voidaan hyvällä menestyksellä soveltaa myös silloin, kun laite on tukkeutunut. Tällöin tarvitsee vain kuristaa suodoksen poistoaukkoa ja kuitutulppa vetää sihtipinnalle tarttuneet kuidut mukaansa ja sihtipinta puhdistuu.

Keksintö ei rajoitu edellä esitettyihin pariin yksityiskohtaisemmin esitettyyn suoritusmuotoon vaan sen suojapiiriä ja laajuutta rajoittavat pelkästään oheiset patenttivaatimukset.

Claims (13)

1. Menetelmä kuitususpension saostamiseksi, jolloin suspen-5 elosta poistetaan nestettä hienoreikäisen, -rakoisen tai huokoisen, kuituja ei-läpäisevän suodatuspinnan yli vallitsevan paine-eron vaikutuksesta, tunnettu siitä, että kuitususpensio johdetaan liikkumattomilla suodatuspinnoilla varustettuun kanavaan, jossa se liukuu moniulotteisen 10 kuituverkoston muodostamana tulppavirtauksena ja jossa siitä tasaisena virtana poistettavan suodoksen määrä säädetään siten, että kuitususpension sisäinen kitka pysyy suurempana kuin pintakitka massan ja suodatuspinnan välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että massan virtausnonpeus on valittu seostettavan massan ja saostimen virtauskanavien dimensioiden mukaan siten, että ko. kanavassa liikkuvan massan pintakitka jää pienemmäksi kuin sisäinen kitka. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että saostus suoritetaan ainakin yhdeltä suodattavalta pinnaltaan joustavassa kanavassa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saostus suoritetaan virtaussuuntaan asteittain hidastuvalla virtausnopeudella.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu 30 siitä, että saostus suoritetaan virtaussuuntaan tasaisesti hidastuvalla nopeudella.

6. Patenttivaatimusten 1, 2 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saostus suoritetaan peräkkäisinä 35 toisiaan seuraavina vaiheina, joiden vaiheiden välillä kuitususpensiossa aikaansaadaan sakeuden tasoittumista. li i7 81137

7. Laite kuitususpenslon saostamiseksi, tunnettu siitä, että saostinosa (23) muodostuu olennaisesti liikkumattomien kuituja ei-läpäisevistä rei'istä, raoista tai huokosista koostuvien suodatuspintojen (30, 40) ja näiden olennaisesti 5 liikkumattomien vastinpintojen rajoittamista yhdestä tai useammasta virtauskanavasta (33, 37), joiden suodatuspinto-jen huokosten, reikien tai rakojen koko sekä mainittujen virtauskanavien dimensiot on valittu niin, että kanavassa virtaavan seostettavan massan pintakitka jää pienemmäksi 10 kuin sisäinen kitka.

8. Laite kuitususpension saostamiseksi, tunnettu siitä, että saostinosa (23) muodostuu olennaisesti liikkumattomien kuituja ei-läpäisevistä rei'istä, raoista tai huokosista 15 koostuvien suodatuspintojen (28, 30; 38, 40) rajoittamista yhdestä tai useammasta virtauskanavasta (33, 37), joiden suodatuspintojen huokosten, reikien tai rakojen koko sekä mainittujen virtauskanavien dimensiot on valittu niin, että kanavassa virtaavan seostettavan massan pintakitka 20 jää pienemmäksi kuin sisäinen kitka.

9. Patenttivaatimusten 7 tai 8 mukainen laite, jossa laitteessa (20) on kuitususpension tulokanava (21), poistokanava (22) ja saostinosa (23), tunnettu siitä, että saostinosaan 25 (23) on järjestetty yksi tai useampi olennaisesti liikkuma ton jakokappale (27; 34), joka yhdessä saostinosan (23) vastakkaisten seinämien (30; 40) kanssa rajoittaa saos tinosan (23) virtauspinta-alan, jossa saostinosassa (23) on ainakin yksi virtauskanava (33; 37). 30

10. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että huokosten tai reikien halkaisija tai rakojen leveys on pienempi kuin 0,2 mm.

11. Patenttivaatimusten 7, 8 ja 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että saostinosan (23) virtauspoikkipinta-ala kasvaa virtaussuuntaan. ie 81137

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että saostinosan (23) virtauspoikkipinta-ala kasvaa virtaussuuntaan asteittain.

13. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin yksi pinnoista (14, 15; 28, 30, 38, 40; 74, 75; 88, 90) on joustava virtauksen pääasiallista suuntaa vastaan olennaisesti kohtisuorassa suunnassa. i9 81137