JP2000502286A - 固体材料を洗浄、濃縮、分類するための材料洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この装置は、水平面から典型的に６０度をなす壁を備え、且つ、ろ過媒体から形成された切頭円錐状ふるいを含む、液体から固体材料を再生するための洗浄、濃縮及び分類装置である。材料噴霧器のアセンブリは、前記円錐状ふるいの長手方向軸の回りを回転し、材料、特に脱墨された材料を円錐状ふるいの上に案内する。洗浄用流体噴霧器のアセンブリは、高噴霧圧のシャワーノズルを含み、円錐状ふるいの壁の上の材料の上に洗浄用流体を案内する。この洗浄用流体は、材料を清掃し、不必要な固体材料及び汚染物を円錐状ふるいを通して排出パイプに排出させる。同様に、この洗浄用流体は、引き続くプロセスのため、清掃された材料を円錐状ふるいの先端に形成された切頭部分に形成された出口を通して洗い流す。

Description

【発明の詳細な説明】 固体材料を洗浄、濃縮、分類するための材料洗浄装置 発明の背景 発明の分野 本発明は、流体生成固体を洗浄、濃縮、及び／又は分類するための装置に関す る。それの使用例は、パルプ及び紙の製造時に用いられる脱墨された繊維を洗い 、濃くすることである。この洗浄装置は、材料の噴霧器と、静止した円錐状ふる いに向けられた洗浄用流体の噴霧器とを交互に配置した列を備えた回転式接合部 を使用する。先行技術の説明 先行技術では、とりわけ採鉱業、産業及び市政の廃棄物処理及び製紙プロセス において、特に脱墨された材料から細粒物、インク、及び充填材を取り除くため 、固定材料を洗い、濃くするためのベルト型式、ドラム型式及び他の型式の洗浄 装置を使用することが周知である。 ベルト型式の洗浄装置及び沈降濃縮装置では、高速度のローラー及びファブリ ック（fabric）の一部分に材料を噴霧することが周知である。遠心力は、汚染物 質や余剰の流体を含んだ細かな破片をファブリックを通過させて、該ファブリッ ク上に洗浄材料が保持された状態にする。次に、高速度のローラーから洗浄され た材料を取り除くためにドクターブレード（doctor blade）が用いられる。 ドラム型式の洗浄装置及び沈降濃縮装置では、重力及び真空のいずれかをベー スとして用いるにせよ、汚染物質や余剰の流体を含んだ細かな破片を、ファブリ ック即ちドラムを通過させることが周知である。洗浄され濃縮された材料は、ド ラムから堆積される。多くの先行技術に係るドラム型式の洗浄装置は多段ステー ジを持っている。 本発明の発明者であるボルトンに付与され、「真空ろ過器」と題された米国特 許番号５，２５９，９５５号では、共通の流れ内にある固体及び液体のためのフ ィルターとして円錐状ふるいを使用するが、入ってくる材料がふるいに適用され る仕方において本発明とは異なっている。本出願と共通に譲渡され、「ろ過器」 と題されたマッシャーなどに付与された米国特許番号５，４５３，１９３号では 、入ってくる材料を堆積させるためオーバーフロー堰を使用する。堰は、洗浄、 濃 縮、分類するための多数の応用で直面する原料供給濃度での原料の流れを均一に は分配しないであろう。その上、本発明は、単位ふるい領域当たりの流れ速度を より速くすることを可能にする。 本発明の目的及び要約 本発明は、一例としてパルプ及び紙産業におけるその応用という点から説明され る。 従って、本発明の目的は、製紙過程のためのパルプ洗浄装置、濃縮装置及び分 類装置、特に、脱墨された材料についての信頼性の向上した機械的設計を有する パルプ洗浄装置、濃縮装置及び分類装置を提供することである。 従って、本発明の更なる目的は、製紙過程のためのパルプ洗浄装置、特に、製 造し、設置し、操作する上で費用が減少した、脱墨された材料のパルプ洗浄装置 、濃縮装置及び分類装置を提供することである。 従って、本発明のなお更なる目的は、製紙過程のためのパルプ洗浄装置、特に 、高い固体負荷の下で作動することができる、脱墨された材料のパルプ洗浄装置 、濃縮装置及び分類装置を提供することである。 従って、本発明の最終的な目的は、製紙過程のためのパルプ洗浄装置、特に、 除去しなければならない細粒物、インク、充填物、及び他の汚染物質のパーセン テージが高い標準レベルの下で作動することができ、高品質の繊維を回復するこ とができる、脱墨された材料のパルプ洗浄装置、濃縮装置及び分類装置を提供す ることである。 本発明に係る装置は、材料噴霧器とプロセス水の噴霧器のアセンブリをその中 に備えた、４５度から７０度の固定した円錐状ふるいを使用する。材料及びプロ セス水のための噴霧器の交互の列は、回転式接合部に取り付けられる。プロセス 水のための噴霧器は、高噴霧圧のシャワーノズルを備えている。最初に細粒物、 インク、充填物、及び他の汚染物質を含んだ材料は、材料噴霧器によって円錐状 ふるいに向かって噴霧され、円錐状ふるいが詰まらないようにするため、典型的 には５０ｐｓｉから２００ｐｓｉ(344.8kPa〜1379kPa)までの圧力を持つ高噴霧 圧シャワーノズルからの水によって引き続いて洗浄される。高噴霧圧シャワーノ ズルからの水は、円錐状ふるいに向かって噴霧された材料を清掃する。水は、材 料 からの細粒物、インク、充填物及び他の汚染物質と共に円錐状ふるいを通過する 。ふるいに向かって噴霧された有用な繊維は、ふるいの細かい開口を通過するこ とができず、洗浄されて円錐状ふるいの切頭底部における出口から排出される。 図面の簡単な説明 本発明の更なる目的及び効果は、以下に続く説明、請求の範囲から、そして、 添付した図面から明らかとなるであろう。 添付した図面において、図１は、本発明の装置に係る、部分的に断面が取られ た側面図である。 図２は、本発明の装置の底面図である。 図３は、本発明の装置の上面図である。 図４は、本発明の噴霧器アセンブリの側面図である。 図５は、本発明の噴霧器アセンブリの上面図である。 好ましい実施例の詳細な説明 ここで、図面を詳しく参照すると、いくつかの図面を通して同様の数字は同様 の構成用件を示しており、図１が本発明のパルプ洗浄装置の部分的に断面が取ら れた側面図であることがわかる。切頭の円錐状ふるい１２は、典型的には、６０ 目から２５０目に等価な代用物又は金属結合されたろ過媒体からなり、円筒形ハ ウジング１４により支持されている。円錐状ふるい１２は、典型的には、水平面 に対し４５゜から７０゜の壁を持っている。材料出口１６は、円錐状ふるい１２ の最下切頭部分即ち頂点部分から形成されている。 図３に示すように、円錐状ふるい１２は、典型的には、一連の平坦なパイ状部 分１３として提供されている。 図１に示すように、回転式接合部１８は、円錐状ふるい１２の長手方向の軸１ ９の上部突起部に沿って配置されている。駆動アセンブリ２０は、モータ、レデ ューサー(reducer)、滑車、駆動用ベルト、及び同様の機械部品を備えており、 円錐状ふるい１２の上部２２の外縁部から上方且つ内側に配置されている。駆動 アセンブリ２０は、回転式接合部１８と機械的に連通する、下方に向けられた回 転出力シャフト２４を備えており、機械式アセンブリ２６を介して長手方向軸１ ９の回りに回転式接合部を回転させる。 回転式接合部１８は、２つの同心の入ロパイプ、即ち、典型的には５ｐｓｉか ら１００ｐｓｉ（34.5kPa〜689.5kPa）で紙材料（例えば脱墨された材料）を受 け入れる外側の材料供給パイプ２８と、水、典型的にはプロセス水を５０ｐｓｉ から２００ｐｓｉ(344.8kPa〜1379kPa)の圧力で受け入れる内側の水シャワー供 給パイプ２９とを支持している。 回転式接合部１８は、これと共に回転する、材料噴霧器３０及び水噴霧器３２ （図３〜図５も見よ）が交互に並んだ列と機械的に連通している。材料噴霧器３ ０は、弧形状のアームパイプ３４から形成され、このアームパイプは、材料入口 ポート２７を介して外側の材料供給パイプ２８から供給された材料を受け取り、 切頭円錐状ふるい１２の壁から内側において該壁と実質的に平行に配置された材 料ヘッダーアセンブリ３６に材料を供給する。材料ヘッダーアセンブリ３６は、 調節可能な角度で円錐状ふるい１２に対して材料の流れを照射するように向けら れた複数のファンノズル３８を備えている。最適な照射角度は、洗浄効率、流れ 容量及び分類効率の間のバランスを考慮して各々の応用毎に決定される。この角 度は、パイプ接合部３９を用いて調節される。同様に、水噴霧器３２は、弧形状 のアームパイプ４０を備えており、このアームパイプは、水入ロポート４１を通 って内側水シャワー供給パイプ２９から供給された水、典型的には５０ｐｓｉか ら２００ｐｓｉ(344.8kPa〜1379kPa)の圧力のプロセス水を受け取り、切頭円錐 状ふるい１２の壁に実質的に平行に配置された水ヘッダーアセンブリ４２に水を 供給する。水ヘッダーアセンブリ４２は、円錐状ふるい１２上に水を噴霧してそ の上にある材料を洗浄するため該円錐状ふるい１２に対し垂直に向けられた複数 の高噴霧圧シャワーノズル４４を備えている。この水ヘッダーアセンブリ４２は 、水入ロポート４１の最下部分から長手方向軸１９に沿って水ヘッダーアセンブ リ４２の末端部４５まで延在する垂直支持部材４３によって支持される。材料及 び円錐状ふるい１２上に水が噴霧されることによって、円錐状ふるい１２を塞が ないようにすると共に、材料からのインク、細粒物及び充填物を円錐状ふるい１ ２と円筒ハウジング１３との間に形成された領域４８まで洗い落とす。さらに加 えて、水は、円錐状ふるい１２から洗浄された材料を洗い流し、円錐状ふるい１ ２の最下切頭部から形成された材料出口１６を通って材料を排出させる。高噴霧 圧 シャワーノズル４４の照射角度は、パイプ接合部４７を用いて調節可能である。 高噴霧圧シャワーノズル４４の最適な照射角度は、洗浄効率、流れ容量及び分類 効率の間のバランスを考慮して各々の応用毎に決定される。次に、濃縮された材 料は、製紙プロセスの次のステップに送られる。 遠心排気装置５２及び分離装置５４から構成される低頭真空源５０は、パイプ ５６及び円筒ハウジング１４の開口５８を介して領域４８と連通している。さら に加えて、パイプ６０が、分離装置５４の最下部から密封タンク（図示せず）ま で導通する。遠心排気装置５２は、円錐状ふるい１２の下で真空を誘起するため に用いられ、さらに細粒物、充填物、及びインクの除去を容易にする。細粒物、 充填物及びインクの圧倒的大部分は、相当量の水と共に、円筒ハウジング１４の 最下外周部に配置された排出パイプ６２を通過する。 図２は、パルプ洗浄装置１０の底図であって、特に材料出口１６、排出パイプ ６２、遠心排気装置５２に導く開口５８を通過するパイプ５６（図１では図示せ ず）を示している。さらに加えて、様々な機械的支持構造７０が図示されている 。 水噴霧器３２及び材料噴霧器３０の数は、流れ率及び所望の洗浄量に応じて、 各々が１つから各々が４つまで変動する。典型的には、図３及び図５に示すよう に、３つの水噴霧器３２及び３つの材料噴霧器が存在する。水噴霧器３２は、材 料噴霧器３０と同様に、互いから各々１２０゜離れて配置されている。材料噴霧 器３０は、典型的には、回転方向（図３では反時計回りの方向で示されている） に水噴霧器３２の前方１５゜から７５゜の位相角度で配置され、これによって円 錐状ふるい１２上の材料即ちパルプは高噴霧圧シャワーノズル４４（図１及び図 ４に示される）で直ちに噴霧される。この位相角度は、材料供給パイプ２８のフ ランジ接続部を用いて調節可能である。最適な位相角度は、洗浄効率及び容量の 間のバランスを考慮して各応用に対して決定される。 パルプ洗浄装置１０を使用するために。使用者は、材料を外側材料供給パイプ ２８に供給すると共に、水を内側水シャワー供給パイプ２９に供給する。さらに 加えて、使用者は、駆動アセンブリ２０及び遠心排気装置５０を活動させる。回 転式接合部１８は、駆動アセンブリ２０に応答して回転し、材料噴霧器３０と水 噴霧器３２とが交互に配置された列を回転させる。材料は、円錐状ふるい１２の 上に噴霧され、次に、高噴霧圧シャワーノズル４４から噴霧された水が材料を清 掃して円錐状ふるい１２を塞がないようにする。細粒物、充填物、インク及び類 似の汚染物質は、円錐状ふるい１２を通って該円錐状ふるい１２と円筒ハウジン グ１４との間に形成された領域４８まで至り、そこで、それらは排出パイプ６２ を通って排出される。この水は更に、洗浄されたパルプを円錐状ふるい１２の最 下部に導き、引き続くプロセスのため材料出口１６から排出させるのに役立つ。 以上のようにいくつかの前述した目的及び効果がきわめて効率的に達成される 。本発明の好ましい一実施例が開示され、本明細書で詳細に説明されたが、本発 明は、これによって限定されるものではなく、本発明の範囲は、添付した請求の 範囲によって決定されるものであることが理解されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年６月２５日（１９９８．６．２５） 【補正内容】 １． 液体により運搬される固体材料を洗浄、濃縮、及び分類する装置であって 、 出口を形成する最下切頭部分を備えた円錐状ふるいと、 前記円錐状ふるいの上に液体を含んだ固体材料からなる材料を噴霧する手段と 、 前記円錐状ふるいの上に洗浄用液体を噴霧する手段であって、これによって前 記円錐状ふるい上に前記材料からの望ましい固体材料を保持する一方で前記材料 からの汚染物を前記円錐状ふるいを通して洗い流し、前記洗浄用液体を噴霧する 前記手段は、更に前記円錐状ふるいの前記出口を通って前記望ましい固体材料を 排出させる、前記手段と、 材料を噴霧する前記手段を回転させる手段と、 洗浄用液体を噴霧する前記手段を回転させる手段と、 を有する、前記装置。 ２． 液体により運搬される固体材料を洗浄、濃縮、及び分類する装置であって 、 出口を形成する最下切頭部分を備えた円錐状ふるいと、 前記円錐状ふるいの上に液体を含んだ固体材料からなる材料を噴霧する手段と 前記円錐状ふるいの上に洗浄用液体を噴霧する手段であって、これによって前 記円錐状ふるい上に前記材料からの望ましい固体材料を保持する一方で前記材料 からの汚染物を前記円錐状ふるいを通って洗い流し、前記洗浄用液体を噴霧する 前記手段は、更に前記円錐状ふるいの前記出口を通って前記望ましい固体材料を 排出させる、前記手段と、 材料を噴霧する前記手段を回転させる手段と、 洗浄用液体を噴霧する前記手段を回転させる手段と、 を有し、 材料を噴霧する前記手段を回転させる前記手段と洗浄用液体を噴霧する前記手 段を回転させる前記手段とは、前記円錐状ふるいの実質的に長手方向軸の回りを 回転する、前記装置。 ３． 材料を噴霧する前記手段を回転させる前記手段と洗浄用液体を噴霧する前 記手段を回転させる前記手段とは、一緒に回転する、請求項２に記載の固体材料 を洗浄、濃縮及び分類する装置。 ４． 材料を噴霧する前記手段は、第１の複数の回転式に離間したアセンブリを 備え、前記第１の複数の回転式に離間したアセンブリの各々は、前記円錐状ふる いの壁に実質的に平行な第１の部分を含み、前記第１の部分は、前記円錐状ふる いの前記壁に実質的に垂直に向けられた材料ノズルを含む、請求項３に記載の固 体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。 ５． 洗浄用液体を噴霧する前記手段は、第２の複数の回転式に離間したアセン ブリを備え、前記第２の複数の回転式に離間したアセンブリの各々は、前記円錐 状ふるいの壁に実質的に平行な第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記円錐 状ふるいの前記壁に対し実質的に垂直に向けられた洗浄用液体ノズルを含む、請 求項４に記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。 ６． 前記第１の複数の回転式に離間したアセンブリの数は、前記第２の複数の 回転式に離間したアセンブリの数に等しい、請求項５に記載の固体材料を洗浄、 濃縮及び分類する装置。 ７． 前記第１の複数の回転式に離間したアセンブリの各々は、前記第２の複数 の回転式に離間したアセンブリの各々と対をなし、前記第１の複数の回転式に離 間したアセンブリの各々は、前記第２の複数の回転式に離間したアセンブリの各 々の僅かに前方に回転式に離間している、請求項６に記載の固体材料を洗浄、濃 縮及び分類する装置。 ８． 前記円錐状ふるいの片側に局部的な真空を生成する手段を更に備え、その 反対側では材料が噴霧される、請求項７に記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類 する装置。 ９． 固体材料を洗浄、濃縮及び分類する方法であって、 出口を形成する最下部を有する円錐状ふるい上に材料を噴霧し、 前記円錐状ふるい上に洗浄用液体を噴霧し、これによって前記材料からの汚染 物を前記円錐状ふるいを通して洗い落とす、各ステップを含み、 洗浄用液体を噴霧する前記ステップは、更に前記材料を前記円錐状ふるいの前 記出口を通して流すステップでもある、前記方法。 １０． 固体材料を洗浄、濃縮及び分類する方法であって、 円錐状ふるい上に材料を噴霧し、 前記円錐状ふるい上に洗浄用液体を噴霧し、これによって前記材料からの汚染 物を前記円錐状ふるいを通して洗い落とす、各ステップを含み、 洗浄用液体を噴霧する前記ステップでは、更に前記材料を前記円錐状ふるいの 前記出口の開口を通して流し、 材料を噴霧する前記ステップ及び洗浄用流体を噴霧する前記ステップは、回転 装置を使用する、固体材料を洗浄、濃縮及び分類する方法。 １１． 前記円錐状ふるいに対して前記材料ノズルが向く方向は、調節可能であ る、請求項４に記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。 １２． 前記円錐状ふるいに対して前記洗浄用流体ノズルが向く方向は、調節可 能である、請求項５に記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。 １３． 前記第２の複数の回転式に離間したアセンブリに対する、前記第１の複 数の回転式に離間したアセンブリの回転位相差は、調節可能である、請求項６に 記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 液体により運搬される固体材料を洗浄、濃縮、及び分類する装置であって 、 出口を形成する最下切頭部分を備えた円錐状ふるいと、 前記円錐状ふるいの上に液体を含んだ固体材料からなる材料を噴霧する手段と 、 前記円錐状ふるいの上に洗浄用液体を噴霧する手段であって、これによって前 記円錐状ふるい上に前記材料からの望ましい固体材料を保持する一方で前記材料 からの汚染物を前記円錐状ふるいを通して洗い流し、前記洗浄用液体を噴霧する 前記手段は、更に前記円錐状ふるいの前記出口を通って前記望ましい固体材料を 排出させる、前記手段と、 材料を噴霧する前記手段を回転させる手段と、 洗浄用液体を噴霧する前記手段を回転させる手段と、 を有する、前記装置。 ２． 材料を噴霧する前記手段を回転させる前記手段と洗浄用液体を噴霧する前 記手段を回転させる前記手段とは、前記円錐状ふるいの実質的に長手方向軸の回 りを回転する、請求項１に記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。 ３． 材料を噴霧する前記手段を回転させる前記手段と洗浄用液体を噴霧する前 記手段を回転させる前記手段とは、一緒に回転する、請求項２に記載の固体材料 を洗浄、濃縮及び分類する装置。 ４． 材料を噴霧する前記手段は、第１の複数の回転式に離間したアセンブリを 備え、前記第１の複数の回転式に離間したアセンブリの各々は、前記円錐状ふる いの壁に実質的に平行な第１の部分を含み、前記第１の部分は、前記円錐状ふる いの前記壁に実質的に垂直に向けられた材料ノズルを含む、請求項３に記載の固 体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。 ５． 洗浄用液体を噴霧する前記手段は、第２の複数の回転式に離間したアセン ブリを備え、前記第２の複数の回転式に離間したアセンブリの各々は、前記円錐 状ふるいの壁に実質的に平行な第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記円錐 状ふるいの前記壁に対し実質的に垂直に向けられた洗浄用液体ノズルを含む、請 求項４に記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。 ６． 前記第１の複数の回転式に離間したアセンブリの数は、前記第２の複数の 回転式に離間したアセンブリの数に等しい、請求項５に記載の固体材料を洗浄、 濃縮及び分類する装置。 ７． 前記第１の複数の回転式に離間したアセンブリの各々は、前記第２の複数 の回転式に離間したアセンブリの各々と対をなし、前記第１の複数の回転式に離 間したアセンブリの各々は、前記第２の複数の回転式に離間したアセンブリの各 々の僅かに前方に回転式に離間している、請求項６に記載の固体材料を洗浄、濃 縮及び分類する装置。 ８． 前記円錐状ふるいの片側に局部的な真空を生成する手段を更に備え、その 反対側では材料が噴霧される、請求項７に記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類 する装置。 ９． 固体材料を洗浄、濃縮及び分類する方法であって、 材料を円錐状ふるい上に噴霧し、 前記円錐状ふるい上に洗浄用液体を噴霧し、これによって前記材料からの汚染 物を前記円錐状ふるいを通して洗い落とす、各ステップを含み、 洗浄用液体を噴霧する前記ステップは、更に前記材料を前記円錐状ふるいの出 口開口を通して流すステップでもある、前記方法。 １０． 材料を噴霧する前記ステップ及び洗浄用流体を噴霧する前記ステップは 、回転装置を使用するステップを更に含む、請求項９に記載の固体材料を洗浄、 濃縮及び分類する方法。 １１． 前記円錐状ふるいに対して前記材料ノズルが向く方向は、調節可能であ る、請求項４に記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。 １２． 前記円錐状ふるいに対して前記洗浄用流体ノズルが向く方向は、調節可 能である、請求項５に記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。 １３． 前記第２の複数の回転式に離間したアセンブリに対する、前記第１の複 数の回転式に離間したアセンブリの回転位相差は、調節可能である、請求項６に 記載の固体材料を洗浄、濃縮及び分類する装置。