ES2148126T3 - Tamiz que puede limpiarse mecanicamente. - Google Patents

Tamiz que puede limpiarse mecanicamente.

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Abstract

Un tamiz mecánicamente limpiable destinado a separar virutas, grumos y pulpa del líquido de circulación durante la producción de pasta química o pasta papelera por un método continuo, caracterizado porque el tamiz comprende dos elementos de tamiz independientes dispuestos en un bastidor (3) uno tras otro en la dirección de flujo del líquido a filtrar, un tamiz primario de filtrado (1) y un tamiz secundario (2) que limpia el tamiz primario.

Description

Tamiz que puede limpiarse mecánicamente.
El invento se refiere a un tamiz limpiable mecánicamente definido en el preámbulo de la reivindicación 1.
Tal tamiz se usa particularmente cuando se retiran los líquidos de cocción y de circulación de una vasija presurizada durante la producción de pasta química o pasta de papel por un método continuo. Principalmente se pretende que el tamiz se use para separar el líquido de las virutas y/o de la pasta sin que el tamiz quede bloqueado y sin perturbar el flujo principal ni otros flujos.
La pasta producida químicamente debería tener buenas propiedades de resistencia y bajo número 
\hbox{kappa,}
en otras palabras bajo contenido en lignina después de la cocción. Estos requerimientos son contradictorios si las condiciones de cocción no son óptimas. Las condiciones de cocción incluyen por ejemplo una correcta distribución alcalina, perfil de temperatura adecuado, cantidad suficiente de líquido y gradientes lo más pequeños posible particularmente en la dirección radial del digestor continuo. Estas condiciones requieren flujos de alta circulación y extracción. Dado que incluso el bloqueo parcial de los tamices de extracción y circulación provoca canalizaciones y perturba los flujos en el digestor, y por lo tanto a menudo provocan perdidas en la producción, no siempre es posible mantener las condiciones necesarias para producir pasta limpia con buenas propiedades de resistencia. Naturalmente esto es altamente perjudicial ya que por ejemplo incrementa el uso de materia prima, energía y agentes químicos, que incrementa los costos de producción y contamina el medio ambiente.
Se han sugerido varias soluciones diferentes para este problema del bloqueo de los tamices de extracción y circulación del digestor continuo. En WO/11565 Kamyr Ab ha sugerido el uso de varios elementos de tamiz pequeños provistos con barras, que se pueden limpiar a contracorriente con un gran flujo, también conocido como reflujo. El problema asociado con esta disposición es la gran cantidad de líquido requerido por el reflujo, que disminuye la eficiencia de los flujos a través de los tamices. Si el tamiz se bloquea considerablemente por ejemplo por virutas, restos y precipitados, la presión del fluido de reflujo no proporciona necesariamente la suficiente limpieza eficiente.
Los tamices de extracción y circulación se han dispuesto convencionalmente paralelos con la cubierta presurizada y por lo tanto también paralelos con los flujos principales. Cuando el flujo de agentes químicos de cocción a través de los tamices succiona virutas, restos y pasta precocida contra los tamices, esto y la componente radial de la presión provocada por el montón de virutas genera una fuerza resultante que encaja las partículas anteriormente mencionadas dentro de las ranuras de los tamices. Estas partículas se amontonan una encima de la otra de abajo a arriba provocando obstrucciones, que perturban el flujo principal y provocan una canalización de los flujos. Kamyr Ab ha intentado resolver este problema en la Patente Finlandesa número 54.509, que corresponde a US-A-3.752.319, donde un tamiz comprende barras de tamiz verticales dispuestas uniformemente que definen ranuras de tamiz entre ellas. El bloqueo se previene moviendo el extremo inferior de cada barra de tamiz, de las que el extremo superior está provisto con una bisagra, de 5 a 15 mm desde su posición media en ambas direcciones, asumiendo que este movimiento eliminará de una ranura del tamiz una obstrucción encajada formada por virutas o pasta. Dado que la fricción estática entre la barra de tamiz estática y la obstrucción es mayor que la fricción dinámica entre la barra de tamiz dinámica y la obstrucción, el movimiento de la barra de tamiz con bisagra contra el flujo no genera una componente de fuerza que empujaría la obstrucción contra el flujo volviendo dentro el flujo principal. Cuando la barra de tamiz móvil se mueve hacia atrás en la dirección del flujo, la fricción dinámica incrementa la componente de fuerza que empuja la obstrucción dentro de la ranura de tamiz, la componente de fuerza que se produce por la componente radial de la presión dinámica del flujo y la componente radial de la presión estática del flujo principal. El movimiento de cada barra de tamiz no puede generar ninguna fuerza cortante mecánica o fuerza de empuje que actuarían directamente en la ranura de tamiz y la limpiarían. Además, la barra de tamiz que se mueve como un péndulo mueve virutas o pasta atrás y adelante, trabajando y aplastándolos simultáneamente. Esto es perjudicial ya que el flujo lleva las partículas reducidas a través del tamiz dentro de la circulación de líquido. En otras palabras, la capacidad de separación del tamiz disminuye. Por lo tanto la solución descrita en FI 54.509 empeora la función del tamiz y las ranuras del tamiz que se bloquean por ejemplo con virutas o pasta no se pueden limpiar con él.
El objetivo del presente invento es eliminar las desventajas relatadas en la técnica anterior y proporcionar una solución totalmente novedosa. La disposición del tamiz del invento separa eficientemente virutas y otras partículas del tipo deseado del líquido sin que se bloquee, mejorando por tanto la cocción continua y su control.
El objetivo del invento se logra con un tamiz limpiable mecánicamente que tiene las características definidas en las partes caracterizadoras de las reivindicaciones. En otras palabras, el aparato del invento se caracteriza por lo que se describe en la parte caracterizadora de la reivindicación 1.
El invento se basa en la idea de que las fuerzas mecánicas cortantes y de empuje mantienen limpio el tamiz. El tamiz del invento comprende dos tamices separados, es decir un tamiz primario y un tamiz secundario. Estos están dispuestos dentro de una estructura común uno después del otro en la dirección del flujo del liquido a ser filtrado por lo que forman un recipiente. El recipiente puede estar dispuesto dentro de la tapa de una vasija presurizada.
El invento tiene varias ventajas considerables. La disposición del tamiz del invento permite flujos de extracción y circulación altos, lo que mejora la cocción continua y su control significativamente. Por lo tanto la pasta química o la pasta de papel a ser obtenida tendrán una calidad más uniforme y mejores propiedades de resistencia. El proceso de producción será también más económico y más amigable para el medio ambiente.
En lo que sigue el invento será descrito con mayor detalle por medio de una realización preferida del invento con referencia a los dibujos adjuntos, en los que
La figura 1 es una vista frontal de un tamiz primario del invento,
La figura 2 ilustra el tamiz primario de la figura 1 dispuesto en una vasija presurizada,
La figura 3 es una vista frontal de un tamiz secundario del invento,
La figura 4 ilustra el tamiz secundario de la figura 3 dispuesto en una vasija presurizada y un contorno del tamiz primario, y
La figura 5 es una vista en sección transversal esquemática de una unidad de potencia que mueve el tamiz secundario.
Un tamiz limpiable mecánicamente del invento ilustrado en las figuras 1 a 4 comprende un tamiz 1 primario y un tamiz 2 secundario conectado a este. Las partes del tamiz están dispuestas dentro de una estructura 3 con la que forman un recipiente que puede estar dispuesto dentro de una vasija presurizada en una tapa 4 presurizada. En la disposición del tamiz usada como ejemplo el tamiz primario del recipiente está fijo y el tamiz secundario se mueve con respecto a la estructura.
El tamiz 1 primario de acuerdo con las figuras 1 y 2 comprende una superficie de tamiz provista con ranuras 5 de precisión alargadas, sustancialmente paralelas, en donde las ranuras de precisión se forman por ejemplo haciendo ranuras paralelas a un medio plano o curvado, tal como un disco 6 de tamiz de metal, de acuerdo con la figura 1. El grosor del disco de tamiz puede variar de 1,0 mm a 50,0 mm dependiendo de la situación. La anchura de las ranuras del tamiz primario puede variar de 1,0 mm a 20,0 mm dependiendo de la finalidad para la que va a ser usado, siendo la anchura preferiblemente de 3,0 a 8,0 mm. Se deja entre ellas una franja 7 paralela con las ranuras de precisión, variando la anchura de la franja de 1,0 mm a 50,0 mm dependiendo de la finalidad para la que se va a usar el tamiz. Preferiblemente la anchura de la franja es dos veces la anchura de la ranura. Si es necesario, se pueden disponer refuerzos 8 detrás de la franja, estando sujetos los refuerzos junto con el tamiz primario a la estructura 3 que circunda el tamiz.
Las ranuras 5 de precisión del tamiz primario 1 no son uniformes a lo largo de la longitud total del disco 6 de tamiz, sino que hay una o más secciones sin cortar en el disco, es decir una franja 9 transversal a las ranuras. Después de esta franja transversal las ranuras de precisión están dispuestas de tal manera que están desalineadas con respecto a las ranuras de la cara opuesta de la franja transversal, como se ilustra en la ampliación parcial de la figura 1. La magnitud de este desalineamiento depende del número de las franjas transversales y de la anchura de las franjas longitudinales. Si sólo hay una franja transversal, la línea central de la ranura se mueve hacia el centro de la franja longitudinal que precede a ésta en la otra cara de la franja transversal. Si hay varias franjas transversales, las ranuras de precisión están desalineadas por lo que después de la franja transversal la desalineación de la línea central de la ranura es al menos la mitad de la anchura de la ranura.
Un tamiz 2 secundario de acuerdo con las figuras 3 y 4 comprende cuchillas 10 limpiadoras que están dispuestas en un cuerpo 11, y en cojinetes 12 que permiten el movimiento del tamiz secundario y están montadas en la estructura 3. El tamiz secundario está dispuesto entre el tamiz primario 1 descrito anteriormente y la tapa 4 presurizada de una vasija presurizada preferiblemente por medio de raíles 13 de soporte, como se describe en la figura 4. El tamiz secundario está dispuesto para moverse con respecto al tamiz primario de tal manera que la cuchilla 10 limpiadora del tamiz secundario puede estar dispuesta para entrelazarse con una ranura 5 de precisión del tamiz primario. Las fuerzas mecánicas cortantes y de empuje se generan por el movimiento entre el tamiz primario y el tamiz secundario. Las fuerzas cortantes son ambas paralelas con las franjas 7 entre las ranuras y las cuchillas limpiadoras y verticales a las franjas y las cuchillas limpiadoras. La exacta dirección de la componente resultante de las fuerzas de empuje, que se dirige al medio del flujo principal, depende de la velocidad de flujo del flujo principal, de la componente radial de la presión, de la posición del tamiz y de la fuerza de empuje.
El tamiz 2 secundario está dispuesto para moverse por medio de una unidad de potencia 15 unida a él con al menos una barra 14 de empuje, véase la Figura 5. La barra de empuje está unida al tamiz secundario de forma que permite los movimientos de empujar y tirar cuando se eliminan las cargas radiales dirigidas a la barra. De acuerdo con la figura, la fuerza necesaria para mover los tamices primario y secundario puede ser producida por la presión u otra fuerza externa o una combinación de estas. En el presente ejemplo la presión provocada por la bomba de circulación principal para líquido de lavado se usa como la fuente de fuerza hidráulica. Por lo tanto la unidad de potencia 15 puede comprender por ejemplo un cilindro hidráulico 16 y un pistón 17 que convierte la presión del proceso en una fuerza de empuje. La figura también ilustra una válvula 18 en el lado de alta presión y una válvula 19 en el lado de baja presión.
La sección transversal de las franjas 7 entre las ranuras 5 de precisión del tamiz primario y la sección transversal de las cuchillas 10 limpiadoras del tamiz secundario pueden ser bien simétricas o asimétricas. Por otro lado, los perfiles longitudinales de las franjas y cuchillas limpiadoras pueden ser rectos, convexos o cóncavos con respecto a la estructura 3 alrededor de los tamices. Aun cuando en la realización del invento usada como ejemplo las cuchillas limpiadoras del tamiz secundario están dispuestas para moverse con respecto a las ranuras del tamiz primario, los tamices pueden estar dispuestos para moverse simultáneamente o no, es decir ambos tamices se mueven o sólo un tamiz se mueve y el otro está inmóvil.
El tamiz 2 secundario no comprende ranuras filtrantes reales, sino que su eficiencia de filtrado se basa en el hecho de que las cuchillas 10 limpiadoras reducen el tamaño de las ranuras 5 de precisión del tamiz 1 primario durante la fase de limpieza cuando la cuchilla del tamiz secundario penetra dentro de la ranura del tamiz primario. El cambio del grosor de ranura entre el tamiz primario y el tamiz secundario proporciona un filtrado más eficiente, por medio del cual el espacio de ranura fijado del tamiz primario se reduce a un hueco entre la franja del tamiz primario y la cuchilla del tamiz secundario, siendo el hueco de 0,01 mm a 6,0 mm, preferiblemente de 0,25 mm a 0,5 mm.
El movimiento entre el tamiz primario y el tamiz secundario está dispuesto para ser simétrico con respecto al área total del tamiz primario. Aquí un movimiento se interpreta como simétrico cuando los tamices primario y secundario están dispuestos para moverse uno hacia el otro como planos paralelos, siendo el tamiz secundario preferiblemente de forma plana. Sin embargo, si los cojinetes que permiten el movimiento entre los tamices están dispuestos asimétricamente en una franja transversal del tamiz primario, el movimiento lineal entre los tamices puede ser compensado moldeando las cuchillas limpiadoras del tamiz secundario de tal manera que la cuchilla limpiadora tenga una longitud óptima de golpeo. Las franjas transversales del tamiz primario y su desalineación pueden estar dispuestas en el medio del tamiz (50/50 del área) o no centradas (por ejemplo 30/70 del área). Las franjas transversales no deberían, sin embargo, estar posicionadas a la derecha del borde superior.
El tamiz tipificado del invento funciona en las condiciones del proceso como sigue: Cuando el líquido de circulación se succiona a través de una unidad de succión 20 y desde el flujo principal en la torre de impregnación y digestor continuo, el tamiz separa las virutas precocidas, restos y la pasta del líquido de circulación debido a los espacios fijados de las ranuras de precisión del tamiz primario.
Sin embargo, las condiciones del proceso son tales que las ranuras 5 de precisión del tamiz 1 primario del tamiz no permanecen limpias y la circulación del líquido se perturba. En ese caso la diferencia de presión entre el flujo principal y el líquido de circulación en el lado de la succión activa una fuerza externa que empuja las cuchillas 10 limpiadoras del tamiz 2 secundario dentro de las ranuras entre las franjas del tamiz 1 primario por medio de una barra 14 de empuje, con lo que las virutas precocidas, restos y pasta pegados son empujados hacia atrás dentro del flujo principal. Dependiendo de la programación de la unidad de potencia que hace funcionar el tamiz el movimiento se puede repetir tantas veces como sea necesario hasta que el tamiz esté suficientemente limpio y la diferencia de presión se normalice.
La descripción anterior y las figuras relacionadas a esta solo pretenden ilustrar el presente invento. El invento no se limita a la realización descrita arriba o a la realización definida en las reivindicaciones, sino que, como es obvio para una persona experimentada en la técnica, el invento puede ser modificado de varios modos diferentes dentro del alcance del concepto del invento descrito en las reivindicaciones anexas.

Claims (10)

1. Un tamiz limpiable mecánicamente dispuesto para separar virutas, restos y pasta del líquido de circulación durante la producción de pasta química o pasta de papel por un método continuo, caracterizado porque el tamiz comprende dos elementos de tamiz independientes dispuestos dentro de una estructura (3) uno después del otro en la dirección de flujo del líquido a ser filtrado, un tamiz (1) primario de filtrado y un tamiz (2) secundario que limpia el tamiz primario, comprendiendo el tamiz primario ranuras (5) y comprendiendo el tamiz secundario cuchillas (10) limpiadoras alargadas dispuestas para penetrar dentro de las ranuras del tamiz primario, estando dispuesta una unidad de potencia (15) para mover el tamiz secundario con respecto al tamiz primario para limpiar el tamiz primario por fuerzas cortantes y de empuje.
2. Un tamiz de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tamiz (1) primario comprende un medio (6) sustancialmente plano o curvado que comprende ranuras (5) de precisión alargadas.
3. Un tamiz de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el medio (6) plano comprende al menos una franja (9) transversal que está dispuesta para dividir las ranuras (5) de precisión en dos o más partes en la dirección longitudinal de las ranuras, con lo que las ranuras de precisión en los diferentes lados de la franja están desalineadas.
4. Un tamiz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tamiz tiene dos posiciones separadas, siendo una de ellas proporcionada por una ranura (5) de precisión fija del tamiz (1) primario, y siendo proporcionada la otra, que es considerablemente más precisa, cuando la cuchilla (10) limpiadora del tamiz (2) secundario está dispuesta dentro de la ranura de precisión del tamiz primario.
5. Un tamiz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tamiz (1) primario y el tamiz (2) secundario están dispuestos para moverse simultáneamente con respecto a la estructura (3).
6. Un tamiz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el tamiz (1) primario y el tamiz (2) secundario están dispuestos dentro de la estructura (3) de forma que uno de los tamices está fijo y el otro se mueve con respecto a la estructura.
7. Un tamiz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de potencia (15) está dispuesta para mover una barra (14) de empuje para controlar los movimientos del tamiz primario y/o el tamiz secundario (1, 2) para generar fuerzas cortantes y de empuje, siendo hecha funcionar la unidad de potencia por una fuerza externa o la presión del proceso o una combinación de estas.
8. Un tamiz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque entre las ranuras (5) de precisión del tamiz (1) primario hay franjas (7) que junto con las cuchillas (10) limpiadoras del tamiz (2) secundario tienen un perfil longitudinal recto con respecto a la estructura (3), siendo la sección transversal simétrica o asimétrica.
9. Un tamiz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque entre las ranuras (5) de precisión del tamiz (1) primario hay franjas (7) que junto con las cuchillas (10) limpiadoras del tamiz (2) secundario tienen un perfil longitudinal convexo con respecto a la estructura (3), siendo la sección transversal simétrica o asimétrica.
10. Un tamiz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque entre las ranuras (5) de precisión del tamiz (1) primario hay franjas (7) que junto con las cuchillas (10) limpiadoras del tamiz (2) secundario tienen un perfil longitudinal cóncavo con respecto a la estructura (3), siendo la sección transversal simétrica o asimétrica.
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