PL230307B1 - Sorting machine with conical screen for the paper pulp - Google Patents

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sortownik z sitem stożkowym do papierniczej masy włóknistej, w szczególności do masy makulaturowej.The subject of the invention is a conical screen sorter for pulp, in particular for recycled pulp.

Znane sortowniki sitowe do papierniczej masy włóknistej zawierają sito cylindryczne, z którym współpracuje współosiowy wirnik zamknięty w kształcie cylindra, na którego pobocznicy są przymocowane łopatki czyszczące sito lub wirnik otwarty składający się z wielu łopatek czyszczących sito złączonych z wałem napędowym za pośrednictwem ramion łączących się z jednej strony z łopatkami, a z drugiej z piastą osadzoną na czopie wału napędowego. Z jednej strony cylindrycznego sita znajduje się komora wlotowa złączona z króćcem wlotowym, zaś drugi koniec sita sąsiaduje z komorą wylotową z króćcem wylotowym zawiesiny włóknistej zatrzymanej przez sito stanowiący odsort, natomiast zawiesina przedostająca się przez otwory sita wpada do komory otaczającej cylindryczne sito z króćcem wylotowym masy przyjętej przez sito. Komory wlotowa, wylotowa odsortu i wylotowa masy przyjętej stanowią konstrukcyjnie jedną całość przymocowaną do podłoża. Wał napędowy wirnika jest złączony z silnikiem napędowym. Sortowniki te nie mają możliwości regulacji wielkości szczeliny pomiędzy cylindrycznym sitem i łopatkami wirnika, jak jest w przypadku zamkniętego cylindrycznego wirnika, lub dokładna zmiana wielkości tej szczeliny jest bardzo pracochłonna i trudna w przypadku wirników otwartych. Jak wykazały badania szczelina ta stanowi jeden z głównych parametrów wpływających na efektywność technologiczną rozdziału cząstek zawiesiny na sicie. Nadto cylindryczne sito, wskutek ukierunkowania siły odśrodkowej prostopadle do powierzchni sita, sprzyja retencji cząstek zatrzymywanych przez sito. Zmniejsza to efektywność rozdziału cząstek zawiesiny i wydajność uzyskiwaną z jednostkowej powierzchni sita, co obniża efektywność energetyczną sortownika.Known screen sorters for paper pulp contain a cylindrical screen with which cooperates a coaxial closed rotor in the shape of a cylinder, on the side of which are attached sieve cleaning blades or an open rotor consisting of a number of sieve cleaning blades connected to the drive shaft by means of arms connecting to one the blade side and the other side with the hub mounted on the drive shaft journal. On one side of the cylindrical screen there is an inlet chamber connected with the inlet stub pipe, and the other end of the screen is adjacent to the outlet chamber with the outlet port of the fibrous suspension retained by the sieve which serves as a sort, while the suspension passing through the screen openings falls into the chamber surrounding the cylindrical screen with the mass outlet port received through the sieve. The inlet, outlet, and outlet chambers of the received mass are structurally one unit fixed to the ground. The rotor drive shaft is coupled to the drive motor. These sorters do not have the ability to adjust the size of the gap between the cylindrical screen and the rotor blades, as is the case with a closed cylindrical rotor, or to precisely change the size of this gap is very laborious and difficult with open rotors. As the research has shown, this gap is one of the main parameters influencing the technological efficiency of the separation of suspension particles on the sieve. Moreover, the cylindrical sieve, due to the centrifugal force directed perpendicular to the sieve surface, promotes the retention of the particles retained by the sieve. This reduces the efficiency of the separation of suspension particles and the efficiency obtained from the unit screen area, which reduces the energy efficiency of the sorter.

Sortownik z sitem stożkowym do papierniczej masy włóknistej, w szczególności do masy makulaturowej, wyposażony w usytuowany poziomo wał napędowy, na którym jest osadzony wielołopatkowy wirnik współpracujący z otaczającym go współosiowym sitem, posiadający nadto komorę cyrkulacyjną wyposażoną w króciec wlotowy oraz na jej obwodzie w króciec odbioru odrostu i usytuowaną przed wielołopatkowym wirnikiem oraz oddzielną komorę otaczającą sito z króćcem odprowadzania masy przyjętej przez sito, charakteryzuje się tym, że wielołopatkowy wirnik oraz współosiowe z nim stożkowe sito w kształcie stożka ściętego mają tworzące pobocznie nachylone względem ich osi pod małym kątem „a” równym około 10°, przy czym tworzące pobocznicy wielołopatkowego wirnika są utworzone tylko przez zewnętrzne krawędzie promieniowych łopatek, przy czym wszystkie promieniowe łopatki wyposażone są w strefie bezpośredniej współpracy z stożkowym sitem w element pulsacyjny usytuowany wzdłuż zewnętrznej krawędzi promieniowej łopatki, którego powierzchnia czołowa jest odchylona o kąt ,,φ” równy około 12°, zaś po stronie tylnej promieniowej łopatki element pulsacyjny zwiększa skokowo szczelinę pomiędzy stożkowym sitem i elementem o około 2 mm oraz ma odchyloną powierzchnię od powierzchni stożkowego sita pod kątem „a” równym około 10°.Sorter with a conical screen for paper pulp, in particular for recycled pulp, equipped with a horizontally located drive shaft, on which a multi-blade rotor is mounted, cooperating with a coaxial screen surrounding it, having a circulation chamber equipped with an inlet stub pipe and on its circumference with a receiving stub pipe of regrowth and located in front of the multi-blade rotor and a separate chamber surrounding the sieve with a discharge stub pipe for the mass received through the sieve, characterized by the fact that the multi-blade rotor and the conical conical sieve in the shape of a truncated cone have a lateral inclination with respect to their axis at a small angle "a" equal to around 10 °, the sides of the multi-blade impeller being formed only by the outer edges of the radial blades, all the radial blades in the zone of direct cooperation with the conical screen with a pulsating element along the outer radial edge of the blade, the front surface of which is inclined by the angle "φ" equal to about 12 °, and on the rear side of the radial blade, the pulsating element increases the gap between the conical screen and the element by about 2 mm, and has a tilted surface from the surface of the conical screen at the angle "a ”Equal to approximately 10 °.

Sortownik z sitem stożkowym 3 i wielołopatkowy wirnik 3 charakteryzuje się tym, że tworzące ich pobocznie są nachylone względem ich osi pod kątem „a” około 10° co umożliwia prostą i precyzyjną zmianę wielkości szczeliny pomiędzy stożkowym sitem 3 i elementami pulsacyjnymi 9 wielołopatkowego wirnika 2 współpracującymi bezpośrednio z stożkowym sitem 3 przez przesunięcie osiowe wielołopatkowego wirnika 2, które można uzyskać w najprostszy sposób przez zmianę grubości pierścieni osadczych umiejscowionych na wale napędowym 1 lub przez zastosowanie mechanizmu przesuwu osiowego wału napędowego 1 wraz z wielołopatkowym wirnikiem 2.The sorter with the conical screen 3 and the multi-blade impeller 3 are characterized by the fact that their sides are inclined with respect to their axis at an angle "a" of about 10 °, which allows a simple and precise change of the size of the gap between the conical screen 3 and the pulsating elements 9 of the multi-vane rotor 2 cooperating directly with the conical screen 3 by axial displacement of the multi-vane rotor 2, which can be obtained in the simplest way by changing the thickness of the snap rings located on the drive shaft 1 or by using the axial sliding mechanism of the drive shaft 1 together with the multi-vane rotor 2.

Główne funkcje technologiczne, które w sortowniku według wynalazku mogą być realizowane to frakcjonowanie włókien i sortowanie drobne oraz samodzielny transport masy włóknistej na zewnątrz urządzenia do kadzi. Zastosowane stożkowe sito 3 może być gładkie lub profilowane jeśli na jego powierzchni znajdują się liczne występy profilujące lub otwory w stożkowym sicie 3 są wielostopniowe. Z sitem stożkowym 3 współpracują łopatki wielołopatkowego wirnika 2, które w strefie przysitowej wyposażone są w dodatkowe elementy pulsacyjne 9 o specjalnym kształcie zapewniającym wytwarzanie pulsacji ciśnienia na stożkowym sicie 3 i jego czyszczenie także przez siły ścinające wytwarzane przez te elementy w warstwie przyściennej stożkowego sita 3. Zastosowanie w sortowniku według wynalazku stożkowego sita 3, oprócz zapewnienia precyzyjnej zmiany wielkości szczeliny 16 pomiędzy elementami pulsacyjnymi 9 łopatek 8 wielołopatkowego wirnika 2 i stożkowym sitem 3 wpływa również na intensyfikację cyrkulacji masy włóknistej w komorze cyrkulacyjnej wewnątrz sortownika dzięki działaniu składowej siły odśrodkowej skierowanej wzdłuż tworzącej stożkowego sita 3, co powoduje, że poszczególne elementy masy włóknistej trafiają z większą częstotliwością do strefyThe main technological functions that can be implemented in the sorter according to the invention are fiber fractionation and fine sorting as well as independent transport of the pulp outside the device to the ladle. The conical screen 3 used can be smooth or profiled if there are numerous profiling protrusions on its surface or the holes in the conical screen 3 are multi-stage. The blades of the multi-vane impeller 2 cooperate with the conical screen 3, which in the pinch zone are equipped with additional pulsating elements 9 of a special shape ensuring the generation of pressure pulsation on the conical screen 3 and its cleaning also by the shear forces generated by these elements in the wall layer of the conical screen 3. The use of a conical screen 3 in the sorter according to the invention, in addition to ensuring a precise change in the size of the gap 16 between the pulse elements 9 of the blades 8 of the multi-blade rotor 2 and the conical screen 3, also increases the circulation of the pulp in the circulation chamber inside the sorter due to the action of the centrifugal force component directed along the conical formation sieve 3, which causes the individual pulp elements to reach the zone more frequently

PL 230 307 Β1 obróbki w sąsiedztwie powierzchni stożkowego sita 3 zwiększając efektywność technologiczną i energetyczną sortownika.PL 230 307 Β1 processing in the vicinity of the conical screen 3, increasing the technological and energy efficiency of the sorter.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie na fig. 1 pokazano sortownik w przekroju wzdłużnym wykonanym przez oś wału napędowego, a na fig. 2 pokazano jedną z wielu łopatek promieniowych zakończoną elementem pulsacyjnym współpracującym bezpośrednio z sitem stożkowymThe subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, where Fig. 1 shows the sorter in a longitudinal section made by the axis of the drive shaft, and Fig. 2 shows one of a number of radial blades ending in a pulse element cooperating directly with the conical screen.

Sortownik z sitem stożkowym 3 do papierniczej masy włóknistej jest wyposażony w usytuowany poziomo wał napędowy 1, na którym jest osadzony wielołopatkowy wirnik 2 współpracujący z współosiowym stożkowym sitem 3 w kształcie stożka ściętego. Tworzące pobocznie stożkowego sita 3 i wielołopatkowego wirnika 2 są nachylone względem ich osi pod małym kątem „a” równym około 10°, przy czym tworzące pobocznicy wielołopatkowego wirnika 2 są utworzone tylko przez zewnętrzne krawędzie promieniowych łopatek 8. Na większej średnicy stożkowego sita 3 znajduje się zespolony z sitem kołnierz 4, który za pomocą śrub łączy stożkowe sito 3 centrycznie z korpusem 5, natomiast na mniejszej średnicy stożkowego sita 3 znajduje się zespolony z stożkowym sitem 3 usztywniający pierścień osadczy 6, który wchodzi w centryczne stożkowe gniazdo pokrywy 7 z uszczelnieniem wału napędowego 1.. Wszystkie promieniowe lub odchylone względem promienia, promieniowe łopatki 8 w strefie bezpośredniej współpracy z sitem stożkowym 3 wyposażone są w dodatkowy element pulsacyjny 9 o przekroju w kształcie trójkąta równoramiennego o stępionym wierzchołku uwidocznionym na fig. 2. Kształt elementu pulsacyjnego 9 wywołuje w jego części czołowej spiętrzenie ciśnienia wspomagającego transport cząstek papierniczej masy włóknistej przez otwory stożkowego sita 3 oraz dzięki odchyleniu powierzchni czołowej elementu o kąt ,,φ” równy około 12° odrzucane są od powierzchni stożkowego sita 3 cząstki zapychające otwory stożkowego sita 3, zaś po stronie tylnej promieniowej łopatki 8 element pulsacyjny 9 wskutek skokowego zwiększenia szczeliny pomiędzy stożkowym sitem 3 i elementem pulsacyjnym o około 2 mm oraz odchylenia jego powierzchni od powierzchni stożkowego sita 3 pod kątem „a” równym około 10° wywołuje odsysanie cząstek masy włóknistej, które nie mogą przejść przez otwory stożkowego sita 3 i przylegają do powierzchni stożkowego sita 3 zapychając jego otwory. W rezultacie wytworzonej w ten sposób pulsacji ciśnienia zapewniony jest selektywny transport cząstek papierniczej masy włóknistej przez otwory stożkowego sita 3 i utrzymana jest drożność stożkowego sita 3. Równomierna szczelina 16 utworzona pomiędzy powierzchnią stożkowego sita 3 oraz elementem 9 stanowi uszczelnienie pomiędzy czołową częścią elementu 9, gdzie występuje ciśnienie spiętrzenia i strefą odsysania w tylnej części elementu pulsacyjnego 9. Szczelina 16 ta może być wydłużona przez odchylenie czołowej części elementu pulsacyjnego 9 pod kątem ,,φ” równym około 12°, tak jak pokazano na fig. 2.The conical screen sorter 3 for paper pulp is equipped with a horizontally arranged drive shaft 1 on which a multi-blade rotor 2 is mounted, cooperating with a coaxial conical screen 3 in the shape of a truncated cone. The side faces of the conical screen 3 and the multi-vane impeller 2 are inclined with respect to their axis by a small angle "a" equal to about 10 °, the sides forming the multi-vane impeller 2 being formed only by the outer edges of the radial blades 8. On the larger diameter of the conical screen 3 there is flange 4 combined with the sieve, which by means of bolts connects the conical sieve 3 centrally with the body 5, while on the smaller diameter of the conical sieve 3 there is a stiffening retaining ring 6 combined with the conical sieve 3, which enters the centric conical seat of the cover 7 with the drive shaft seal 1 .. All radial or radially inclined in relation to the radius, radial blades 8 in the zone of direct cooperation with the conical screen 3 are equipped with an additional pulse element 9 with an isosceles triangle cross-section with a blunt tip shown in Fig. 2. The shape of the pulse element 9 causes its frontal part pressure build-up with coefficient transport of paper pulp particles through the openings of the conical screen 3 and due to the deflection of the front surface of the element by the angle "φ" equal to about 12 °, the particles clogging the openings of the conical screen 3 are rejected from the surface of the conical screen 3, and on the rear side of the radial blade 8 a pulsating element 9 due to the abrupt increase of the gap between the conical screen 3 and the pulsating element by about 2 mm and the deviation of its surface from the surface of the conical screen 3 at an angle "a" equal to about 10 °, it causes suction of pulp particles that cannot pass through the holes of the conical screen 3 and adhere to the surface of the conical screen 3, blocking its openings. As a result of the pressure pulsation thus produced, the selective transport of the pulp particles through the openings of the conical screen 3 is ensured and the openness of the conical screen 3 is maintained. A uniform gap 16 formed between the surface of the conical screen 3 and the element 9 forms a seal between the face of the element 9, where there is a back pressure and a suction zone in the rear part of the pulse element 9. The gap 16 can be lengthened by deflecting the head part of the pulse element 9 by an angle "φ" of about 12 ° as shown in Fig. 2.

Po włączeniu silnika napędowego wielołopatkowego wirnika 2 i ustaleniu właściwej częstości obrotów wielołopatkowego wirnika 2 za pomocą przetwornicy częstotliwości, wprowadza się masę włóknistą przeznaczoną do frakcjonowania lub sortowania drobnego, króćcem wlotowym 10 w kształcie konfuzora przy odpowiednio przymkniętych zasuwach na rurociągach podłączonych do króćców 11 i 12, z których pierwszy króciec 11 odprowadza masę zatrzymaną przez stożkowe sito 3, a drugi króciec 12 masę przyjętą przez stożkowe sito 3.After turning on the drive motor of the multi-vane rotor 2 and determining the proper frequency of rotation of the multi-blade rotor 2 by means of a frequency converter, the pulp is introduced for fractionation or fine sorting, with the inlet stub 10 in the shape of a confusor with properly closed gate valves on the pipelines connected to the stubs 11 and 12, the first port 11 discharges the mass retained by the conical sieve 3, and the second port 12 discharges the mass absorbed by the conical sieve 3.

Wskutek działania siły odśrodkowej wywołanej ruchem obrotowym wielołopatkowego wirnika 2 część masy włóknistej przepływa przez otwory stożkowego sita 3, a pozostała część wiruje i cyrkuluje w komorze 13 ponownie trafiając w sąsiedztwo powierzchni stożkowego sita 3, gdzie zachodzi proces rozdziału cząstek. Część tej masy włóknistej już o zwiększonym udziale cząstek, które nie mogły przejść przez otwory stożkowego sita 3 w postaci zanieczyszczenia lub długich włókien jest odprowadzana króćcem 11 na zewnątrz urządzenia. Masa włóknista przepływająca przez otwory stożkowego sita 3 jest odprowadzana do komory 15 otaczającej stożkowe sito 3 i następnie na zewnątrz króćcem 12. W przypadku konieczności przeprowadzenia demontażu wielołopatkowego wirnika 2 i stożkowego sita 3 odchyla się pokrywę 14 z króćcem wlotowym 10 po uprzednim odkręceniu śrub mocujących pokrywę 14 z korpusem 5.Due to the centrifugal force caused by the rotation of the multi-blade rotor 2, part of the pulp flows through the openings of the conical screen 3, and the remainder spins and circulates in the chamber 13, again hitting the surface of the conical screen 3, where the particle separation process takes place. Part of this pulp, already with an increased proportion of particles, which could not pass through the openings of the conical screen 3 in the form of dirt or long fibers, is discharged through the stub pipe 11 outside the device. The fibrous mass flowing through the holes of the conical sieve 3 is drained into the chamber 15 surrounding the conical sieve 3 and then outside through the stub pipe 12. If it is necessary to disassemble the multi-vane impeller 2 and the conical sieve 3, the cover 14 with the inlet stub 10 is opened after unscrewing the screws securing the cover. 14 with body 5.

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim 1. Sortownik z sitem stożkowym do papierniczej masy włóknistej, w szczególności do masy makulaturowej, wyposażony w usytuowany poziomo wał napędowy, na którym jest osadzony wielołopatkowy wirnik współpracujący z otaczającym go współosiowym sitem, posiadający1. Sorter with a conical screen for paper pulp, in particular for recycled pulp, equipped with a horizontally located drive shaft on which is mounted a multi-blade rotor cooperating with the surrounding coaxial screen, having PL 230 307 B1 nadto komorę cyrkulacyjną wyposażoną w króciec wlotowy oraz na jej obwodzie w króciec odbioru odrostu i usytuowaną przed wielołopatkowym wirnikiem oraz oddzielną komorę otaczającą sito z króćcem odprowadzania masy przyjętej przez sito, znamienny tym, że wielołopatkowy wirnik (2) oraz współosiowe z nim stożkowe sito (3) w kształcie stożka ściętego mają tworzące pobocznie nachylone względem ich osi pod małym kątem (a) równym około 10°, przy czym tworzące pobocznicy wielołopatkowego wirnika (2) są utworzone tylko przez zewnętrzne krawędzie promieniowych łopatek (8), przy czym wszystkie promieniowe łopatki (8) wyposażone są w strefie bezpośredniej współpracy z stożkowym sitem (3) w element pulsacyjny (9), usytuowany wzdłuż zewnętrznej krawędzi promieniowej łopatki (8), którego powierzchnia czołowa jest odchylona kąt (φ) równy około 12°, zaś po stronie tylnej promieniowej łopatki (8) element pulsacyjny (9) zwiększa skokowo szczelinę (16) pomiędzy stożkowym sitem (3) elementem (9) o około 2 mm oraz ma odchyloną powierzchnię (17) od powierzchni stożkowego sita (3) pod kątem (a) równym około 10°.Moreover, a circulation chamber equipped with an inlet stub pipe and on its periphery with a regrowth removal stub pipe and located in front of the multi-blade rotor, and a separate chamber surrounding the sieve with the mass discharge port received through the sieve, characterized in that the multi-blade rotor (2) and coaxial with it the conical sieve (3) in the shape of a truncated cone have a sideways inclined with respect to their axis at a small angle (a) equal to about 10 °, the sides of the multi-vane rotor (2) being formed only by the outer edges of the radial blades (8), all radial blades (8) are equipped in the zone of direct cooperation with the conical sieve (3) with a pulsating element (9) located along the outer radial edge of the blade (8), the frontal surface of which is tilted with an angle (φ) equal to about 12 °, and on the rear side of the radial vane (8) the pulse element (9) increases the gap (16) between the conical sieve (3) step by step (9) by about 2 mm and has the surface (17) deviated from the surface of the conical screen (3) by an angle (a) of about 10 °.