SE502688C2 - Anordning för förtjockning och/eller tvättning av en suspension - Google Patents

Description

502 688 aspekter på samt fördelar och syften med uppfinningen fiamgår av patentkraven samt av följande beskrivning av ett par utföringsforrner.

Kort figgrbeslcrivning Anordningen enligt uppfinningen kommer att beskrivas i detalj nedan i samband med ett par föredragna utföringsforrner och under hänvisning till bifogade ritningar, där Fig. l visar en delvis snittad sidovy av en första utföringsforrn av anordningen enligt uppfinningen, Fig. 2 visar en snittad delvy av extraktionsaggregatet i anordningen, F ig. 3 visar en sidovy av väggorganet utan separeringsorgan, Fig. 4 visar samma vy som fig. 1 men för en andra utföringsforrn, Fig. 5 visar samma vy som fig. 2 men för den andra utföiingsforrnen, och Fig. 6 visar en figur som förklarar beräkningen av väggorganens lutning.

Beskrivning av föredragna utföringsforrner En anordning enligt uppfinningen för behandling av en cellulosahaltig suspension som visas i fig. 1 och 2, innefattar ett hus l som är förbundet med ett stativ 2. Detta stativ 2 är försett med armar 3, vardera med uppåtriktade ytor på vilka lagerhus med lager 4 är monterade. En ihålig axel 5 är roterbart lagrad i dessa lager 4 och löper genom huset l.

Axeln 5 bildar en rörledning fram till en stoppvägg 5' något till höger om ett symmetri- plan 5 till huset l. Tätningar 6 är på känt sätt anordnade mellan huset 1 och axeln 5. Den ihåliga änden på axeln 5 är på lärnpligt sätt ansluten till ett rörsystem R som distribuerar suspensionen. Den andra änden är ansluten till lärnplig drivanordning (ej visad), vilken företrädesvis kan varvtalsregleras via transmissionsorgan 12.

Den ihåliga axeln 5 är försedd med ett antal radiella öppningar 7 omedelbart före stopp- väggen 5'. Dessa öppningar 7 står i förbindelse med ett utrymme 8, benämnt injektions- karnrnare, som är format av två motstående, roterande väggorgan 9 på lärnpligt sätt monterade på den roterande axeln, företrädesvis med ett axiellt justerbart kilförband 10 i form av en hylsa. Väggorganen 9 har fonnen av två cirkulära diskar på ömse sidor av symmetriplanet S, som är vinkelrätt med axeln 5. Axeln 5 löper genom väggorganens 9 centrum. De dislcforrniga väggorganen 9 har i den företrädesvisa utföringsformen räta inre väggar och avståndet mellan de motriktade väggama ll minskar fiån axeln och ut mot väggorganens 9 periferi, dvs de lutar mot varandra, vardera med en vinkel a, fig. 2, mot symmetriplanet S och mot axelns nonnal. Således får injektionskammaren 8 en kil- formigt avsmalnande form i tvärsnitt sett radiellt utåt fi-ån axeln 5. 502 688 Väggorganens 9 innerväggar 11 kan även ha en arman utformning än räta. De kan vara konvext eller konkavt utformade, men har då en medellutningsvinkel ot.

Väggorganen 9 är sammansatta på följande sätt, fig. 2 och 3. De är vid centmm försedda med en fläns 13 samverkande med den hylsforrniga kilen 10, som är axiellt justerbar.

Flänsen 13 övergår sedan i ett diskforrnigt parti 14. Det roterande väggorganets 9 periferi utgörs av en ringforrnig del 15 försedd med tätningsanordriingar 16, exempelvis labyrinttätningar, för tätning mot ett parti av den yttre delen av det stillastående husets 1 inre sidovägg 17. Det diskforrniga partiet 14 och den ringforrniga delen 15 är förbundna med varandra med hjälp av ett antal stödorgan eller ekrar 18. På så sätt bildas luckor 19 a inom en ringfonnad zon av väggorganets radiella utsträckning. Dessa luckor 19 är anordnade med separeringsorgan 20. Enligt den företrädesvisa utföringsforrnen består separeringsorganen av ringformiga lameller placerade koncentriskt radiellt efter varandra sett mot väggorganens 9 periferi, och fastsatta på stödorganen 18 på lämpligt sätt samt vinklade så att deras innerytor 21 har en vinkel ß, som är större än ot, mot axelns nonnal.

På så sätt bildas spaltforrrriga öppningar 22 mellan larnellema 20, vilka löper runt hela väggorganet 9. Lamellerna 20 är framställda av exempelvis rostfiitt bandstål som formas till ringar. Även andra utföringsforrner av separeringsorganen 20 är möjliga. Således är det tänkbart att använda väggorganen enligt SE-B-446 706, som genom hänvisning införlivas i denna patentansökan, men då med strömningsriktningen tvärs mot vad som är beskrivet där och med separeringsprofilerna utförda som ringar istället för som stavar.

I injektionskarnmarens 8 perifera del finns ett utrymme 25, benänmt acceptutrymme, som begränsas av väggorganens ringformiga perifera del 15 och en cylindrisk yttervägg 26 till huset 1, vilken yttervägg 26 förbinder de båda sidoväggarna 17. Detta utrymrne 25 är anslutet till ett väsentligen tangentiellt anordnat utlopp 27 för uttag av den behandlade suspensionen. Utloppet har företrädesvis samma diameter som den största bredden hos acceptutrymrnet 25.

Mellan vardera av de båda väggorganens 9 yttersidor 28 och huset 1 firms ett utrymme 29, benämnt extraktionskarnrnare, för upptagning av det extraherade mediet. Vardera kammaren 29 har ett väsentligen tangentiellt anordnat utlopp 30. Husets 1 inre sido- väggar 17 har enligt utföringsfonnen samrna lutning relativt symmetriplanet S som väggorganen 9, så att extraktionskarmnaren 29 i tvärsnitt får ett spaltforrnigt utseende.

Genom att väggorganen 9 är försedda med tätningsorgan 16 längs deras omkrets, vilka tätningsorgan 16 tätar mot huset 1, så kan injektionskarnmaren 8 kommunicera med 502 688 extraktionskamrarna 29 endast genom öppningama 22 mellan larnellema 20. De båda extraktionskamrarna 29 kommunicera: inte med varandra i huset, men företrädesvis är de efter respektive utlopp 30 anslutna till ett gemensamt rörsystem i vilket eventuella tlyckvariationer mellan de båda kamrama utjärnnas.

Funktionen är enligt följande. Axeln 5 roteras av en icke visad motor via transmissions- organen 12. Axeln S roterar i sin tur de båda väggorganen 9 i det stillastående huset 1.

Suspensionen som skall behandlas förs in i den ihåliga axeln 5 med lämpligt förbestämt tryck fram till stoppväggen 5'. Suspensionen kommer sedan att passera ut genom de radiella öppningar-na 7 i axeln och in i injektionskammaren 8. Tack vare inloppstrycket och rotationen av injektionskarnmarens 8 väggorgan 9 kommer suspensionen att röra sig radiellt utåt . Genom att injektionsutrymmet 8 avsmalnar kilformigt utsätts suspensionen för ett sidotryck när den rör sig utåt. På så sätt kommer vätskan i suspensionen att pressas ut genom de spaltformiga öppningarna 22 i separeringsorganet 20 och samlas i extraktionskamrarna 29 för att sedan ledas ut genom utloppen 30. Suspensionen som förtjockats hamnar slutligen i acceptutrymmet 25 i injektionskammarens 8 yttre del och tas ut genom utloppet 27 som företrädesvis är anslutet till lämplig regleranordning 31, såsom exempelvis en varvtalsstyrd skmvpump.

Utloppen 30 är försedda med reglerorgan 32 för att styra mottrycket i extraktions- kamrarna 29. Anordningen enligt uppfinningen har flera styr- och reglermöjligheter för att uppnå de önskade processkraven. Således kan suspensionens inloppstryck varieras likväl som varvtalet på axeln 5 och väggorganen 9 och därmed centrifiigalkraften och således trycket på suspensionen mot injektionskamrnaren 8 väggar. Dessutom kan utloppen för den avskilda vätskan (rejekten) och för den behandlade suspensionen förses med regleranordningar i form av exempelvis strypventiler. På detta sätt kan vätske- mängden i den behandlade suspensionen styras genom kombinationen av inloppstryck/ tryck mot väggorganen och mottrycket i extraktionskammaren. Tack vare möjligheten att balansera in- och utloppen erhålls ett hydrauliskt system som kan styras mycket väl beroende på processkraven. Denna utföringsfonn är tänkt som förtjockare av suspensionen.

En annan utföringsforrn visas i figur 4 och 5. I denna är anordningen försedd med ett antal vätskedistributörer 40 placerade i injektionskarnmarens 8 nedre del, symmetriskt mellan väggorganen 9. Till dessa är rör 41 anslutna, vilka är dragna genom det ihåliga rörets 5 vägg och längs med axelns innervägg en sträcka för att sedan via genomföringar stå i förbindelse med en vätskeanslutning 42 för tvättvätska via en packbox 43 som på s 502 688 känt sätt täta: runt axeln. Företrädesvis är rörgenomfóringaina mellan axeln 5 och injektionskammaren 8 placerade mellan öppningama 7 for suspensionen. Vätske- distributörema 40 är utfonnade med utloppsöppriingar eller munstycken 44 riktade mot injektionskammarens 8 yttre del 25, acceptutrymmet, vilka munstycken 44 är utformade så att en vätskestråle 45 med en relativt liten utloppsvinkel bildas.

Denna utfóringsform är tänkt att användas vid tvättning av suspensionen. Då suspen- sionen i denna utforingsfonn kommer in i injektionskammaren 8 utsätts den som ovan beskrivits av centrifiigalkrafter och pressas mot väggorganens 9 väggar så att vätskan i suspensionen pressas ut genom de spaltforrniga öppningama 22. Samtidigt tillförs ny vätska från vätskedistributörema 40 som ytterligare hjälper till att tränga bort den gamla vätskan.

Genom lutningen av väggorganen 9 erhålls således vid acceptutrymmet 25 en suspension som kan innehålla lika mycket vätska som tidigare men som är huvudsakligen ny.

Man kan även tänka sig att suspensionen i acceptutrymmet 25 innehåller mindre vätska än den obehandlade suspensionen, dvs. att behandlingen innefattar både tvättning och awattning, liksom att den innehåller mer vätska än den ursprungliga suspensionen, dvs. att behandlingen innefattar tvättning och utspädning. Det skall således förstås att den andra uttöringsfonnen med vätskedistributör även kan användas som fórtjockare, dvs. utan att tillföra någon ny vätska. I Vinkeln of. for väggorganen 9 är viktig for fimktionen av anordningen då man dels inte vill att massasuspensionen skall dras isär, att ett konstant tryck skall erhållas mot väggorganen 9 ifrån axeln och ut till periferin och speciellt längs separeringsorganen 20, samt att att separeringsorganen 20 inte pluggas igen av fibrer. Om man antar en tvätt- vattenfaktor = 1,0 dvs att man efter tvättbehandling av suspensionen enligt utforingsfonn två har lika mycket vätska kvar, men utbytt mot ren vätska, dvs utloppsarean (arean mellan väggorganen 9) i periferin är halva arean vid inloppet, och avståndet vid navet är 200 mm, erhålls enligt fig. 6: (50Ox1tx2O0)/2=1400x1txB, B=36mm tgot= 82/450, ot= l0,3°. 502 688 6 Om man antar att massan är homogen och upptar en diskyta av l dmz, fig 6, och avståndet mellan diskama vid axeln är 200 mm, erhålls en höjd på 1,82 dm. Varvtalet sätts till 1000 rpm. Då erhålls en centrifiagalkrafi vid navet enligt Fm., m = 1,82 (1: x 0,6 (looo/sof / 0,3 = s9ss N Centrifugalkraften vid periferin: massahöjd =36 + 2 x 9 = 54 mm, Fp., mo., = 0,54 (n x 1,3 (woo/ßof / 0,65 = 3349 N dvs. centrifiigalkraften är större vid navet än vid periferin, vilket betyder att bädden för- hindras att dras isär. Tack vare lutningen ot erhålls ett konstant tryck längs väggorganen ut mot periferin, vilket också tillsammans med utformningen av seprareringsorganen förhindrar pluggning av dessa, samtidigt som separeringsorganen förhindrar att den cellulosahaltiga delen av suspensionen tränger ut genom separeringsorganen.

Av det anförda framgår att uppfinningen ej får anses vara begränsad till de ovan beskrivna och på ritningama visade föredragna utföringsforrnema, utan kan vara föremål för olika modifieringar inom ramen for vad som anges av efterföljande patentkrav.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 7 502 688 Patentkrav

1. Anordning for behandling av en foreträdesvis cellulosahaltig suspension innefattande ett hus (1) på ett stativ (2), k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en injektions- kammare (8) begränsad av två diskformiga väggorgan (9) monterade med en inre del på en axel (5) på var sin sida om ett norrnalplan (S) till axeln och anordnade att rotera omkring ett med axeln gemensamt rotationscentmm (C), att avståndet mellan vägg- organen (9) minskar från axeln (5) och ut mot deras periferi, att väggorganen (9) lutar mot varandra och mot normalplanet, att åtminstone en inloppsöppning (7) är anordnad i kammarens (8) inre del for suspensionen som skall behandlas, att utlopp (27) for den behandlade suspensionen är anordnat i en yttre del (25) (acceptutrymmet) av injektionskammaren (8), att extraktionskammare (29) är anordnade utanfor injektionskammarens (8) väggorgan (9), att öppningar (22) for filtrat är anordnade mellan inj ektionskamrnaren (8) och extraktionskammaren (29) inom åtminstone en ringformad zon av väggorganens (9) radiella utsträckning, och att utlopp (3 0) for filtrat är anordnade från extraktionskamrama (29).

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda normalplan är ett symmetriplan (S) i injektionskammaren samt att väggorganens (9) innerväggar (1 1) är räta och lutar mot varandra med en respektive vinkel ot mot nämnda symmetriplan (S).

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda väggorgan (9) är konvext eller konkavt utformade med en medellutningsvnkel ot mot nämnda symmetriplan (S).

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att axeln (5) är ihålig till åtminstone nämnda normalplan (S), att nämnda åtminstone en inloppsöppning (7) är anordnad mellan axelns (5) ihåliga del och injektionskammaren (8) samt att axelns (5) ihåliga ände är ansluten till ett rörsystem (R) for suspensionen som skall behandlas.

5. Anordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att inloppet for suspensionen till axeln (5) och utloppen (27, 30) är försedda med reglerorgan (31, 32) for att styra trycken i dessa for att på så sätt reglera behandlingen av den cellulosahaltiga suspensionen i anordningen.

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, k ä n n et e c k n a d av att injektions- karnmaren (8) är forsedd med ett antal vätskedistributörer (40). 10 15 20 25 30 502 ess 8

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n et e c k n a d av att vätskedistributörema (40) är placerade i injektionskammarens (8) inre del och har utloppsöppningar (44) eller munstycken riktade mot injektionskarnrnarens (8) yttre del (25).

8. Anordning enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d av att en ringforrnig, perifer del av de roterande väggorganen (9) och perifera delar av det fasta husets (1) sidovägg (17) är försedda med tätningsorgan (16) for avtätning av väggorganen (9) mot huset (1).

9. Anordning enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k n a d av att insidan (17) på husets (1) sidovägg har väsentligen samma lutning och utformning som väggorganen (9) så att extraktionskamrnaren (29) får ett spaltformigt utseende.

10. Anordning enligt något av de tidigare kraven 1-9, k ä n n e t e c k n a d av att väggorganens (9) lutningsvinkel ot är inom området 5-20°.

11. Väggorgan avsett att ingå i en anordning för behandling av en företrädesvis cellulosahaltig suspension enligt något av kraven 1-10, k ä n n e t e c k n a t av att väggorganet (9) har ett diskformigt parti (14) invid axeln (5) och anordningar (10) for att fasta detta vid axeln (5) samt en ringforrnig del (15) vid dess periferi och att det diskformiga partiet (14) och den ringfomtiga delen (15) är anslutna till varandra via ett antal stödorgan (18) så att luckor (19) bildas inom åtminstone en ringformad zon av väggorganets (9) radiella utsträckning.

12. Väggorgan enligt krav 10, k ä n n et e c k n at av att luckoma (19) i väggorganet (9) är anordnade med separeringsorgan (20) for avskiljande av vätska från suspensionen.

13. Väggorgan enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a t av att separeringsorganen (20) är utformade som ringforrniga lameller placerade radiellt efter varandra och fastsatta på stödorganen (18) samt vinklade så att deras innerytor (21) har en vinkel ß till axelns (5) normal, och att ß > ot, så att spaltforrníga öppningar bildas mellan lamellema.