SE504140C2 - Anordning för tvättning och/eller förtjockning av en cellulosahaltig suspension - Google Patents

Description

504 140 10 15 20 25 30 35 Kort figgrbeskrivning Anordningen enligt uppfinningen kommer att beskrivas i detalj nedan i samband med ett par föredragna utföringsforrrier och under hänvisning till bifogade ritningar, där F ig. l visar en snittad sidovy av en första utföiingsform av anordningen enligt uppfinningen, Fig. 2 visar en snittad delvy av extraktionsaggregatet i anordningen, Fig. 3 visar en sidovy av anordningen i fig. 1, tagen längs linje III-III i fig. 1, Fig. 4 en delvy i genomskäming tagen längs linjen IV-IV i fig. 2, Fig. 5 visar en sidovy av ett väggorgan utan separeringsorgan, Fig. 6 visar en delvy i genomskäming av väggorganet och separeringsorganen, och Fig. 7 visar samma vy som fig. 2 men för en andra utföringsform.

Beskrivnimgav föredragna utföringssforrner En anordning enligt uppfinningen för behandling av en cellulosahaltig suspension som visas i fig. 1 och 2, innefattar ett hus 10 som är förbundet med ett stativ 12. En rörledning R fór tillförsel av suspension som skall behandlas är anbringad till husets 10 ena sida. En ändplåt 13 är anordnad mellan rörledningen R och huset I. Rörledningen R är i den töreträdesvisa utlöringsforrnen utfonnad som en uppifrån kommande 90° krök innan anslutningen till huset 10, dvs ett i massaprocesser vanligt förekommande bananstup. Stativet 12 är försett med stödelement 14, vardera med uppåtriktade ytor på vilka lagerhus med lager 16 är monterade. En axel 18 med en rotationsaxel C är roterbart lagrad i dessa lager 16 och löper genom huset 10 samt nedre delen av röranstupet R. En tätning 20 är på känt sätt anordnad runt axelns 18 ingång i röranstupet R. Den andra änden av axeln 18 är via en axelkoppling 22 ansluten till lämplig drivanordning 24, exempelvis en elmotor, vilken företrädesvis är i stånd att varvtalsregleras.

Axeln 18 är försedd med ett antal spiralforrniga blad 26, här benämnda fluidisatorblad, vilka sträcker sig fiån inuti röranstupet R in i huset 1. En cylindrisk distanshylsa 28, fig. 2 och 3, är anbringad på fluidisatorbladen 26 så att hålrum 30 bildas mellan distanshylsan 28 och fluidisatorbladen 26. Distanshylsan 28 är så anbringad på bladen att ena änden är i linje med den sida på ändplåten 13 som vetter mot röret R. Hålrummen 30 står i förbindelse med ett utrymme 32, benämnt injektionskammare, i huset 10.

Injektionskamrnaren 32 är formad av två motstående väggorgan 34, vilka har fonnen av två cirkulära diskar, vars centrum sammanfaller med rotationscentrum C, på ömse sidor av ett symmetriplan S, som är vinkelrätt med axeln 18. Det ena väggorganet är fast monterat på distanshylsan 28 med hjälp av exempelvis ett kilförband 36 och tätar på 10 15 20 25 30 35 504 140 lämpligt sätt mot ändplåten 13. Det andra väggorganet 34 är anordnat så att det är fast rdterbart men axiellt fbrskjutbart på axeln 18. Den den fasta roterbarheten och axiella fórskjutningen möjliggörs av dels en hylsa 38 fast anbringad på axeln 18 som är försedd med splines 40 eller liknande samt motsvarande urborrning med splines i väggorganet, och dels av en hydraulcylinder 42 utformad som en ring, som exempelvis kan vara en SKF-hydraulringsenhet. Denna enhet 42 verkar mellan ett stöd 44 anbringat på stödelementet 14 och en distansring 46 som är avtätad dels mot huset 1 och dels mot vägorganet med tätningar 48, 50. Mellan distansringen 4_6 och väggorganet 34 är ett lager 51 anordnat. De diskfonniga väggorganen 34 har i den foreträdesvisa utforingsforrnen räta inre väggar och avståndet mellan de motriktade väggarna 52 minskar från axeln 18 och ut mot väggorganens 34 periferi, dvs de lutar mot varandra, vardera med en vinkel ot, fig. 2, mot symmetriplanet S och mot axelns normal. Således får injektionskammaren 32 en kilformigt avsmalnande fom1 i tvärsnitt sett radiellt utåt från axeln 18.

Väggorganens 34 innerväggar 52 kan även ha en annan utformning än räta. De kan vara konvext eller konkavt utformade, men har då en medellutningsvinkel ot.

Väggorganens 34 periferi utgörs av en ringformig del 54, fig. 5, försedd med tätningsanordningar 56, fig. 2, exempelvis labyrinttätningar, for tätning mot ett parti av det stillastående husets 10 innervägg. Det axiellt förskjutbara väggorganet 34 har en djupare labyrinttätning så att denna tätar för alla lägen av väggorganet 34. Det mot axeln 18 gränsande partiet av väggorganet 34 och den ringformiga delen 54 är förbundna med varandra med hjälp av ett antal stödorgan eller ekrar 58, fig. 5. På så sätt bildas luckor 59 inom en ringforrnad zon av väggorganets radiella utsträckning. Dessa luckor 59 är anordnade med separeringsorgan 60. Enligt den foreträdesvisa utfóringsfonnen i fig. 6 består separeringsorganen av ringformiga profiler placerade koncentriskt radiellt efter varandra sett mot väggorganens 34 periferi, och fastsatta på stödorganen 58 på lämpligt sätt. De är utformade så att deras innerytor 62 har en vinkel ß, som är större än or, mot axelns normal. Genom utformningen och placeringen bildas spaltforrniga öppningar 64 mellan profilema 60, vilka löper runt hela väggorganet 34. Även andra utfóringsformer av separeringsorganen 60 är möjliga.

I injektionskammarens 32 perifera del finns ett utrymme 66, benämnt acceptutrymme, anordnat i huset 10 radiellt utanför väggorganens ringformiga perifera del 54. Enligt frg. 3 är acceptutrymmet inte koncentriskt utan ökar från höger till vänster, dvs i rotationsriktingen. Nertill på huset är ett utlopp 67 for den behandlade suspensionen 504 10 15 20 25 30 35 140 anordnad. Detta ansluter i den visade uttöringsforrnen till ett rörsystem (ej visat) för vidare behandling av suspensionen. Altemativt kan utloppet 67 ansluta till ett röransttup som är anbringad på en ytterligare anordning enligt uppfinningen, en tvättapparat eller en MC-pump.

Mellan vardera av de båda väggorganens 34 yttersidor 68 och huset 10 finns ett utrymme 70, benämnt extraktionskammare, för upptagning av det extraherade mediet. Vardera kammaren 70 har ett väsentligen tangentiellt anordnat utlopp 72, fig. 3.

Genom att väggorganen 34 är försedda med tätningsorgan 56 längs deras omkrets, vilka tätningsorgan 56 tätar mot huset 10, så kan injektionskammaren 32 kommunicera med extraktiönskamrama 70 endast genom öppningama 64 mellan lamellema 60. De båda extraktionskarnrarna 70 kommunicerar inte med varandra i huset, men företrädesvis är de efter respektive utlopp 72 anslutna till ett gemensamt rörsystem i vilket eventuella tryckvariationer mellan de båda kamrama utjämnas.

Funktionen är enligt följande. Axeln 18 roteras av motom 24. Axeln 18 roterar i sin tur de båda väggorganen 34 i det stillastående huset 10 runt den gemensamma rotationsaxeln C, det vänstra, sett i fig. 2, via fluidisatorbladen 6 och hylsan 28 och det högra via splinsen 40. Suspensionen som skall behandlas förs från röranstupet R in i hålrummen mellan skovlama och hylsan samtidigt som suspensionen fluidiseras av skovlarna och in i injektionskammaren 32. Tack vare inloppstrycket och rotationen av injektionskammarens 32 väggorgan 34 kommer suspensionen att röra sig radiellt utåt. Genom att injektionsutrymmet 32 avsmalnar kilformigt utsätts suspensionen för ett sidotryck när den rör sig utåt och kommer att stocka sig ut mot periferin, vilket har till följd att det bakomliggande materialet kommer att komprimeras mot det stockade materialet och mot de väggorganens sidoytor 52. På så sätt kommer vätskan i suspensionen att pressas ut genom de spaltfonniga öppningama 64 i separeringsorganet 60 och sarnlas i extraktionskamrama 70 för att sedan ledas ut genom utloppen 72. Suspensionen som förtjockats hamnar slutligen i acceptutrymmet 66 utanför injektionskammarens 32 yttre del och tas ut genom utloppet 67 som företrädesvis är anslutet till lämplig regleranordning (ej visad), såsom exempelvis en varvtalsstyrd skruvpump.

Anordningens reglering sker i första hand genom att förflytta det axiellt rörliga väggorganet med hjälp av ringhydraulenheten. Rörelsen kontrolleras av differrenstrycket mellan trycket hos den inkommande suspensionen i rörledningen R och trycket i acceptutrymmet. Även utloppen 72 är försedda med reglerorgan (ej visade) för att styra 10 15 20 25 30 35 504 140 mottrycket i extraktionskamrama 70. Alternativt kan rörelsen regleras av anstupstrycket och trycket i extraktionskamrama. Anordningen enligt uppfinningen har dessutom ytterligare styr- och reglerrnöjligheter for att uppnå de önskade processkraven. Således kan varvtalet på axeln 18 och väggorganen 34 varieras och därmed centriflrgalkrafien och således trycket på suspensionen mot injektionskammarens 32 väggar. På detta sätt kan vätskemängden 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 utfóringsforrn är tänkt som fcirtjockare av suspensionen.

En annan utfóringsform av anordningen är tänkt att användas vid tvättning av suspensionen.. I denna är anordningen i nedre delen av injektionskammaren 3.2 forsedd med en ringforrnad vätskedistributör vars yta som är riktad mot injektionskammarens periferi är försedd med en runt dess omkrets löpande utloppsslits, eller ett antal utloppsöppningar, så att en vätskefilm erhålles. Anordningen kan såsom visas i figur 7 även vara försedd med ett antal vätskedistributörer 90 placerade i injektionskammarens 32 nedre del, symmetriskt mellan väggorganen 34. Till vätskedistributören/- distributörema är passager (ej visade) anslutna, exempelvis dragna genom axeln 18 for att sedan via genomfóringar stå i förbindelse med en vätskeanslutning for tvättvätska som på känt sätt är ansluten till och tätar mot axeln 18. Vätskedistributörerna 90 enligt fig. 7 är utfonnade med utloppsöppningar eller munstycken 92 riktade mot injektionskammarens 32 yttre del och acceptutrymmet 66, vilka munstycken 92 är utformade så att en vätskestråle 94 med en relativt liten utloppsvinkel bildas.

Då suspensionen i denna utfóringsforrn kommer in i injektionskammaren 32 utsätts den som ovan beskrivits av centrifiigalkrafier och pressas mot väggorganens 34 väggar så att vätskan i suspensionen pressas ut genom de spaltformiga öppningama 64. Samtidigt tillfors ny vätska från vätskedistributören/ena som ytterligare hjälper till att tränga bort den gamla vätskan.

Genom lutningen av väggorganen 32 erhålls således vid acceptutrymmet 66 en suspension som kan innehålla lika mycket vätska som tidigare men som är huvudsakligen ny.

Man kan även tänka sig att suspensionen i acceptutrymmet 66 innehåller mindre vätska än den obehandlade suspensionen, dvs. att behandlingen innefattar både tvättning och 504 140 6 avvattning, liksom att den innehåller mer vätska än den ursprungliga suspensionen, dvs. att behandlingen innefattar tvättning och utspädning. Det skall således förstås att den andra utföringsformen med vätskedistributör även kan användas som förtjockare, dvs. utan att tillföra någon ny vätska.

Vinkeln ot för väggorganen 34 är viktig för fimktionen av anordningen då man dels inte vill att massasuspensionen skall dras isär, att ett konstant tryck skall erhållas mot väggorganen 34 ifrån axeln 18 och ut till periferin och speciellt längs separeringsorganen 60, samt att att separeringsorganen 60 inte pluggas igen av fibrer. 10 Genom lämpligt val av vinkeln ot fås att centrifitgalkrafien är större vid navet än vid periferin, vilket betyder att bädden förhindras 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 15 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 ritningarna visade föredragna utföringsformema, utan kan vara föremål 20 för olika modifieringar inom ramen för vad som anges av efterföljande patentkrav.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 7 504 140 Patentkrav

1. Anordning för behandling av en företrädesvis cellulosahaltig suspension innefattande ett hus (10) på ett stativ (12), k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en injektions- kammare (3 2) begränsad av två diskformiga väggorgan (34) anordnade att rotera omkring ett med axeln gemensamt rotationscentrum (C), att åtminstone en inloppsöppning (30) är anordnad i kammarens (32) inre del för suspensionen som skall behandlas, att utlopp (67) för den behandlade suspensionen är anordnat i en yttre del (66) (acceptutrymmet) av injektionskammaren (32), att extraktionskammare (70) är anordnade utanför injektionskammarens (32) väggorgan (34), att öppningar (64) för filtrat är anordnade mellan injektíonskammaren (32) och extraktionskammaren (70) inom åtminstone en ringforrnad zon av väggorganens (9) radiella utsträckning, att utlopp (30) för filtrat är anordnade från extraktionskamrama och att nämnda injektionskammares storlek är varierbar genom att medel är anordnade för att variera det inbördes avståndet mellan väggorganen (34).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att avståndet mellan nämnda väggorgan (34) kan varieras under dtifi.

3. Anordning enligt något av de tidigare kraven, k ä n n e t e c k n a d av medel för att förskjuta åtminstone ett väggorgan (34) axiellt längs nämnda axel (18).

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att väggorganets axiella rörelse utförs av en ringforrnig hydraulcylinder samt anordnad att regleras av tryckdiíferensen mellan inloppstrycket hos suspensionen som skall behandlas och utloppstrycket hos den behandlade suspensionen.

5. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av attnämnda medel för att utföra väggorganets axiella rörelse innefattar en ringforrnig hydraulcylinder samt regleras av tryckdifierensen mellan inloppstrycket hos suspensionen som skall behandlas och trycket i extraktionskarnrama.

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d av att väggorganen är monterade med en inre del på en axel (18) på var sin sida om ett normalplan (S) till axeln, att avståndet mellan väggorganen (34) minskar från axeln (18) och ut mot deras periferi och att väggorganen (34) lutar mot varandra och mot normalplanet. 504 140 8 10 15 20 25 30

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda nonnalplan är ett symmetriplan (S) i injektionskammaren (3 2) samt att väggorganens (34) innerväggar (52) är räta och lutar mot varandra med en respektive vinkel ot mot nämnda symmetriplan (s).

8. Anordning enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d av att inloppet (30) for suspensionen som skall behandlas är anordnad runt axeln (18), att axeln (18) är anordnad med skmvformiga blad (26), benämnda fluidisatorblad vid nämnda inlopp, vilka fluidisatorblad sträcker sig fi'ån ett rörsystem (R) anslutet till nämnda inlopp (3 0) och in i nämnda injektionskammare (32).

9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att rörsystemet (R) som ansluter till inloppet för suspensionen (30) runt axeln (5) är ett röranstup.

10. Anordning enligt något av kraven 1-9, k ä n n et e c k n a d av att injektions- kammaren (3 2) är försedd med en ringfonnig vätskedistributör vars yta som är riktad mot injektionskammarens (32) periferi är försedd med ett en runt dess omkrets löpande utloppsslits så att en vätskefilm erhålles.

11. Anordning enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k n a d av att injektions- kammaren (3 2) är försedd med en ringfonnig vätskedistributör vars yta som är riktad mot injektionskammarens (32) periferi är försedd med ett antal utloppsöppningar så att en vätskefilm erhålles.

12. Anordning enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d av att vätskedistributören är placerad i injektionskammarens (32) inre del.

13. Anordning enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k n a d av att injektions- kammaren (32) i dess inre del är försedd med ett antal vätskedistributörer (90), vilka har utloppsöppningar (92) eller munstycken riktade mot injektionskammarens (32) yttre del.