NO781662L - Anordning ved sentrifugeapparat. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår sentrifugalvaskere og -separatorer. Når det i denne beskrivelse nevnes vaskere, inkluderer dette også separatorer.

Den foreliggende oppfinnelse ble utviklet som et forsøk på å overvinne problemer ved bruken av kjente sentrifugalvask.ere i tremasse- og papirindustrien, hvilke problemer skriver seg fra den oppfatning at hele treet skulle anvendes. Denne oppfatning oppsto fordi det ble nødvendig å utnytte så mye av trematerialet som mulig ved fremstilling av tremasse, på grunn av minkende ressurser, og ennå viktiger var det å redusere antall operasjoner, innvesteringene til utstyr og derved kost-nadene ved behandling av råmaterialet for omdannelse til tremasse .

Etter at det ble vanlig å anvende hele treet ved fremstilling av tremasse har den oppslemning som føres til sentrifugalvaskere for utskilling av de gode fibermaterialer i mange tilfeller inneholdt betydelig økende mengder av bark og det underliggende kambiumlag, som har en annen karakter;.enn normale fibre.

Dette material har en tendens til å forstyrre den normale

drift av vaskeren og redusere dens effektivitet. Dessuten er ofte egenskapene og mengden av kambium slik at det er funnet vanskelig å fjerne det fra oppslemningen, særlig ved en gangs gjennomløp gjennom en sentrifugalvasker. Barkpartiklene fører også med seg urenheter. Dette øker andelen av det som kan kalles ubrukelig innhold i"oppslemningen.

Det nevnte problem har blitt kombinert med offentlige forskrifter med hensyn til lukkede vannsystemer i tremasse- og papir-fabrikker for å gi bedre kontroll med utslipp av forurensninger. Dette har medført en økning i temperaturen i den væsken som anvendes, hvilken derved får en lavere viskositet som på en ugunstig måte påvirker sentrifugalvaskerens evne til å vaske eller separere. Det som skjer i en vasker i et slikt tilfelle er at oppslemningen beveger seg gjennom vaskeren i en virvelliknende bane, hvilket bevirker motvirvler, og væsken søker å rive seg løs fra de faste stoffer og beveger seg til den indre virvel i vaskeren raskere., enn den ville ha gjort under vanlige temperaturforhold. De faste stoffer i væsken blir liggende langs veggen i vaskeren, og på grunn av sin fastere og sammen-filtrede tilstand har de faste stoffer en tendens til å

holde igjen enkeltfibre som ellers ville ha blitt ført med inn i midten av vaskeren for å strømme til og gjennom sorterings-dysene. Denne unormale oppførsel av virvelstrømmen bevirker sammenfiltring av forurensninger og fibre på en siik måte at fibrene ofte vil bringe forurensningene med seg til den indre vivel, og følgelig øke mengden av de ikke-akseptable faststoffer som kommer frem til sorterings dysen. Samtidig blir en stor del av fibrene som skulle ha' strømmet gjennom sorterings-dysen ført med faststoffene som føres til dysen for med kasserte material i vaskeren. Slik en normalt kunne vente,

vil ikke denne situasjon avhjelpes ved bruk av trangere dyser, ettersom dette kan forårsake tilstopning av dysene og driftsforstyrrelser for vaskeren.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er derfor å komme fremstil en brukbar løsning på de nevnte problemer.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å komme frem til en sentrifugalvasker eller -separator som er mer effektiv og tilfredsstillende i bruk enn tidligere kjente slike apparater, og som kan tilpasses mange forskjellige anvendelser samt er meget driftssikker.

Et annet formål er å komme frem til et sentrifugeapparat som

er i stand til å utføre en mer effektiv behandling av en masseoppslemning som inneholder store mengder faststoffer, slik som

bark, det underliggende kambiumlag og andre materialer som flyter.

Et videre formål er å komme frem til et sentrifugeapparat med flere utløp for kassert material som er slik konstruert og anordent at de skiller lette og store faststoffer som omfatter material som skal kasseres på et tidlig stadium i virvelstrømmen gjennom apparatet, og deretter utskiller de mindre og tyngre faststoffer.

Et ytterligere formål er å komme frem til et sentrifugeapparat med en åpning i veggen i separeringskammeret som fører til et utløp fra kammeret et sted mellom endene av dette, samt midler inne i kammeret, i nærheten av åpningen, hvilke midler inn-virker på én virvelstrøm av masse gjennom kammeret slik at en del av strømmen som inneholder•store og lette faststoffer av-bøyes mot og mellom åpningen.

Et annet formål er å komme frem til et sentrifugeapparat som oppviser fordelaktige konstruksjonstrekk og særpreg.

En utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse omfatter

et hylster med midler for innstrømning av en masseoppslemning med et innhold som skal skilles i en brukbar andel og en andel som skal kasseres, en overløpsdyse, en utløpsdyse, og, mellom disse dyser, midler i banen for en ytre omkrets-virvelstrøm av oppslemningen og som beveger seg gjennom vaskeren for å rette en relativt tyntflytende fraksjon av oppslemningen med lette og store faste partikler bort fra vaskeren et sted mellom dens ender, mens en annen fraksjon med mindre og tyngre faste partikler rettes mot og gjennom utløpsdysen.

Samtidig vil den konvensjonelle motstrøm langs den mitre akse av vaskeren rette den brukbare del av oppslemningen mot et utløp fra vaskeren ved hjelp av dysen for det brukbare material.

I henhold til en foretrukket utførelsesform er apparatet en enhet dannet av to hoveddeler.'En hoveddel som omfatter et tangensialinnløp danner en seksjon av separasjonskammeret, som har en minste diameter som er større enn den største diameter av det parti av separasjonskammeret som avgrenses av den annen del. Når de to deler er satt sammen, danner de koaksiale forlengelser av hverandre. På grunn av forskjellen i innvendig diameter utgjør den annen del, i forhold til det parti av kammeret som dannes av den første del, en hovedsakelig ringformet endeflate som ligger i banen og hovedsakelig på tvers av strøm-ningsretningen for en oppslemning som strømmer gjennom vaskeren. Denne ringformede endeflate vender mot den ende av vaskeren

som omfatter dysen for det brukbare material. Mellom de indre vegger som avgrenser kammeret ligger de ender av de sammenkoblede deler som vender mot hverandre i innbyrdes aksial avstand, og mellom delene finnes midler for innstilling av denne avstand.

Det aksiale mellomrom,ssom kan velges i størrelse, utgjør en ringformet kanai som fører fra den ringformede endeflate av den annen del til en skruelinjeformet kanal utenfor den ringformede flate. Den skruelinjeformede utløpskanal forløper som helhet aksialt, og den ytre utløpsende av kanalen kommuniserer med et utløp avgrenset av en radial åpning til den ytre overflate av vaskerens hylster.

Den annen hoveddel kan være en enkeltdel, men den kan også

være laget av flere enkeltdeler.

Et apparat i-henhold til oppfinnelsen utgjør et effektivt middel for å fjerne faststoffer, det vil si stoffer som skal kasseres, omfattende forurensninger, fra en cellulosesuspensjon, og for å separere faststoffene i to forskjellige fraksjoner, hvorav den ene inneholder primært større, lettere og potensielt brukbare faststoffer og den annen inneholder mindre og tyngre faststoffer som det er liten mulighet til å utnytte.;: Et apparat i henhold til oppfinnelsen oppviser meget gode resultater særlig ved anvendelse for rafinerte trefibermaterialer som er fremstilt ved utnyttelse av alle deler av trær, idet det overraskende er de store og lette barkstykker som inngår i den første fraksjon som dannes av en oppslemning som føres gjennom apparatet i en virvelliknende strøm. Denne første fraksjon er trukket ut fra det ytre av strømmen, et sted mellom endene av apparatet, mens det tyngre material som skal kasseres beveger seg til utløpsenden av enhetene. Dette fenomen er det ikke funnet noen. forklaring på, men det er i allefall1 et faktura..

Det er tidligere kjent å anbringe hindringer for strømmen av oppslemning inne i en sentrifugalvasker. Som eksemplér på dette skal nevnes US-patenter nr. 3.052.361, 3.385.437, 3.533.506, 3.928.186 og 2.706.045.

Som et eksempel på kjent teknikk som har en noe fjernere tilknytning til den foreliggende oppfinnelse skal nevnes US-patent nr. 2.769.546. '

Under henvisning til de vedføyde tegninger skal i det følgende beskrives en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 1 viser en vaskerenhet i henhold til den foreliggende

oppfinnelse, orientert vertikalt og vist delvis i snitt. Fig. 2 viser de deler av vaskeren vist i fig. 1 som utgjør det vesentligste ved oppfinnelsen, i adskilt tilstand og delvis gjennomskåret.

Fig. 3 viser et aksialsnitt gjennom et parti av vaskeren.

Fig. 4 viser et snitt etter linjen 4-4 i fig. 3, og

Fig. 5, 6 og 7 viser andre utførelsesformer av de deler som er

vist i fig. 1-4.

I figurene er samsvarende eller like deler gitt de samme henvisningstall.

Den viste utførelsesform av oppfinnelsen omfatter et hus som danner et separasjonskammer 9 som opptar det meste av de to koaksialt sammenkoblede hoveddeler 10 og 12, der delen 10 er den øvre del og delen 12 den undre.

Den øvre del 10 omfatter et rørformet hylster 14 hvorav det øvre endeparti 16 er dekket av en plate 2 0 med hull og har sylindrisk form. Den indre diameter av delen 16 er- den samme langs lengden av delen. Et rørformet veggparti 18 med form av en nedover konvergerende konus henger sammen med og danner en koaksial forlengelse nedover av delen 16. Den indre diameter av den øvre ende av delen 18 er den samme som for delen 16.

Til platen 20 og vinkelrett på denne er festet et rør som rager gjennom hullet i platen og utgjør en øvre dyse 22. Det ene endeparti av denne dyse befinner seg inne i delen 16, koaksialt med og i avstand fra innerveggen i denne, mens den motsatte ende rager ut for å kobles til apparatur innrettet til å

motta det brukbare material fra vaskeren som dysen 22 utgjør en del av.

Et rør 24 som er festet til den øvre ende av delen 16 og munner ut i en åpning i denne i nærheten av platen 20 utgjør et tangensialinnløp til den øvre ende av kammeret 9 som er avgrenset av den indre veggflate 21 i hylsteret 14. Den ytre overflate av delen 18 er utstyrt med en ytre flens 26

som befinner seg i nærheten av men i noen avstand fra den nedre koniske ende. Den radiale utstrekning av flensen 26 er relativt liten. I ett med den ytre kant av flensen 26 er et sylindrisk skjørt 28 som er rettet aksialt nedover og omgir med en viss avstand den nedre ende av delen 18, og er konsentrisk med denne. Den nederste ende av skjørtet 28 og av den koniske ende av delen 18 ligger i samme plan. Skjørtet 28 er utstyrt med utvendige gjenger 29.

Hoveddelen 12 omfatter et mitre hovedlegeme 3 6 i form av et

rør hvis indre overflate 3 2 har form av en langstrakt, nedover konvergerende konus med en indre diameter som i den videste ende 34 er betydelig mindre enn den minste diameter i hylsteret 14. Legemet 3 6 har en hovedsakelig sylindrisk ytre form som et sted i nærheten av den øvre ende 50 går over i en utover-ragende, skruelinjeformet flens.40.

Flensen 4 0 utgjør bunnen av enkoppliknende del 4 2 med en omkretsvegg 43 som forløper rundt og i radial avstand fra endepartiet av hovedlegemet 3 6 over flensen, og hovedsakelig under endeflaten 50. I et bakenforliggende plan, i nærheten av og parallelt med planet gjennom platen 50, er den koppliknende del utvidet slik at det i veggen 43 er dannet en oppover vendende skulder 44. Den indre flate 46 av veggen 43 ovenfor og bak skulderen 44 er utformet sylindrisk og har gjenger som tilsvarer gjengene på den ytre flate av skjørtet 28.

Som det fremgår av fig. 3, er den gjengederende av veggen 43,

når delene 10 og 12 er satt sammen, skrudd inn på skjørtet 28

på den nedre ende av hylsteret 14. Mot skulderen 44 ligger en avstandsring 48: og, opp under den nedre endeflate av delen 18

med den koniske ende og :enden av skjørtet 28. Den indre diameter av ringen 48 tilsvarer diameteren for den nedre ende av vegg-flåten 31.

Skulderen 44 og dermed den nedre flate av avstandsringen 48 ligger i et plan som er parallelt med og i avstand fra den øvre flate av legemet 36 på delen 12. I den radiale klaring mellom veggen 43 og den ytre flate av legemet 36, inne i den koppliknende del 42, er en skruelinjeformet flate 52 utformet i ett med legemet 36 og med den øvre og indre flate av flensen. Denne flate 52 har en ende avgrenset av en radial linje i

planet for flaten 50, og forløper fra denne rundt og langs det øvre endeparti av legemet 36 inne i delen 42 i en bue på 3 60°. Denne bue ender i nærheten av den indre ende av en radial åpning 54 i veggen 43, fra den ytre flate av denne veggen. En ende av et første utløpsrør 56 for kassert material er festet i åpningen 54, slik at dette rør rager utover fra bunnen av den koppliknende del 42.

Som vist i fig. 3 er den ytre dimensjon av flaten 50 litt større enn den mindre dimensjon av ringen 48, mens dens indre diameter er betydelig mindre enn den indre diameter av ringen 48. Dette gjør at hovedsakelig hele den indre flate 50 utgjør en inn-snevring for den ytre omkrets av en virvelstrøm som utvikler seg i hylsteret 14 når en masseoppslemning strømmer inn i kammeret 9 gjennom tangensialinnløpet 24. Dessuten utgjør mellomrommet mellom den indre kant av ringen 48 og den ytre omkretskant av flaten 50 en ringformet åpning 58. Åpningen 58 kommuniserer på den ene side med det indre av det parti av kammeret 9 som avgrenses av hylsteret 14 og på den annen side med en kanal 60 rundt omkretsen av flaten 50, idet bunnen av kanalen 60 er den skruelinjeformede flate 52. Dervedøker dybden av kanalen 60 gradvis fra linjen 53 til den ende av kanalen som er nærmest åpningen 54.

Ører 62 med hull rager ut fra omkretsen av den ytre kant av veggen 43 og tjener til montering av sentrifugalvaskeren i hvilken som helst passende retning.

Den ringformede åpning 58 kan gjøres større ved at det anbringes en eller flere ringer 64 av valgt tykkelse mellom skulderen 44 og ringen 48, idet innerdiameteren til ringen 64 ikke bør være mindre enn for den indre kant av skulderen 44, se fig. 5.

Den ringformede åpning kan gjøres mindre ved at ringen 48 er-stattes av en ring med et utragende parti 6 6 som avgrenser og danner en aksial forlengelse av det indre omkretsparti av den flate som ligger innenfor veggen 4 3 mot den ytre omkretskant av flaten 50. Se fig. 6.

I noen tilfeller kan det væreønskelig å anordne flere adskilte åpninger i stedet for en enkelt ringformet åpning. I såfall kan rommet for den eneste, ringformede åpning deles med en avstandsring 48', slik som vist i fig. 7, der den aksiale forlengelse 48 av den indre kant av ringen rager gjennom mellomrommet mellom ringen 48 og flaten 50, idet utsparinger 70

i ringen sammen med flaten 50 danner flere åpninger med innbyrdes avstand.

Oppfinnelsen medfører i alle tilfeller, og særlig med den fore-trukne utførelsesform vist i fig. 1-4, at tremassen, som f.eks. inneholder deler av hele treet, og som er ført gjennom et enkelt raffineringstrinn, og som føres gjennom det tangensiale innløp 24, vil danne en virvelliknende strømningsbane. • Ettersom massen strømmer gjennom separasjonskammeret 9 vil et parti langs omkretsen av massen treffe flaten 50 og avbøyes. Forsøk har uventet vist at med denne flaten 50, som åpningen 5-8 befinner seg langs den ytre kant av, vil ikke bark, kambium og andre forurensninger som forekommer i massen forstyrre driften.av vaskeren, slik tilfellet er ved bruk av konvensjonelle vaskere.

I stedet vil flaten 50 avbøye en relativt tyntflytende del av massen, inkludert lett bark, kambium og store fiberpartikler, gjennom åpningen 58, og derved gjennom utløpskanalen som dannes av kanalen 60, som har en bunn dannet av den skrueformede flaten 52, til utløpsåpningen fra vaskeren dannet av åpningen 54. Tverrsnittet av kanalen 60 er slik at det gir en hovedsakelig jevn strømningshastighet, hvorved det hindres avsetninger og igjentetting av faststoffer i massen. Forbausende.nok strømmer ikke bare de lette og store partikler av faststoffene i masse-oppslemningen gjennom åpningen 58, men også de tyngre og mindre forurensningspartikler. og andre tunge, hovedsakelig ubrukelige faststoffer i oppslemningen vil også strømme mot og gjennom kanalen i midten av delen 12 som avgrenses av den indre veggflate 32, og strømmer med relativt høy konsistens fra åpningen 35 ved den nedre ende som en annen kassert fraksjon som er utskilt fra massen. Inne i kammeret 9 dannes det på vanlig måte en mitre motvirvel, og forsøk har vist at de relativt lette og lange, utnyttbare fibre og fiberpartikler beveger seg til denne virvel eller bringes dit under påvirkning av naturkrefter som opptrer på grunn av bevegelsen av oppslemningen i apparatet. Den indre virvel frembringer brukbart material av høy kvalitet som ledes ut av vaskeren gjennom dysen 22.

Således har bruken av apparater i henhold til oppfinnelsen under de vanskeligste forhold og med de vanskeligste typer masse-oppslemninger vist at de innledningsvis nevnte problemer løses, og på en økonomisk gunstig måte.

Et apparat i henhold til oppfinnelsen er også fleksibelt med hensyn til anvendelser og muligheten til å tilpasses varierende forhold.

Oppfinnelsen medfører således at det er frembrakt et fordelaktig apparat både med henyn til virkning og anvendelsesmuligheter, hvilket apparat i .selvsagt kan utføres på mange måter med hensyn til proporsjoner, detaljeutforming og innbyrdes tilpasning av de enkelte deler, innen rammen av oppfinnelsen.

Claims (15)

1. Sentrifugalvasker eller -separator som omfatter et separasjonskammer innrettet til å gjennomstrømmes av en masse oppslemning i en virvelliknende bane, karakterisert ved at kammeret har et innløp og et utløp beliggende i innbyrdes aksial avstand, midler som danner en reduksjon av tverrsnittet i kammeret et sted mellom innløpet og utløpet, idet disse midler omfatter en flåte som blir liggende i det ytre parti av strømningsbanen for oppslemningen som strømmer gjennom kammeret, hvilken flate er innrettet til å avbøye sideveis en ytre del av oppslemningen og lede den til en åpning langs den ytre omkrets av flaten, hvilken åpning fører ut av separasjonskammeret.

2. Sentrifugalvasker eller -separator som angitt i krav 1, karakterisert ved at flaten er utformet hovedsakelig ringformet og at åpningen er anordnet omkring og hovedsakelig langs omkretsen av flaten.

3. Sentrifugalvasker som angitt i krav 2, karakterisert ved at åpningen er forlenget med en utløpskanal fra det indre av kammeret, hvilken kanal munner ut på utsiden av de midler som avgrenser separasjonskammeret.

4. Sentrifugalvasker som angitt i krav 1, karakterisert ved at en utløpskanal med en skruelinjeformet bunn er anordnet for å gi en hovedsakelig jevn strømningshastighet for den del av oppslemningen som passerer gjennom åpningen og ut av kammeret.

5. Sentrifugalvasker eller separator som omfatter et hus som inneholder et kammer med et innløp for tilførsel av en masseoppslemning for strømning i en virvelliknende bane gjennom kammeret, karakterisert ved at en utløpsdyse fra kammeret er anordnet ved en ende av huset, at en utløpsdyse fra kammeret er anordnet ved den motsatte ende av huset, og at det er anordnet midler som innsnevrer tverrsnittsflaten i kammeret et sted mellom de to dyser, at det i nærheten av innsnevringen er en port til et utløp fra huset, idet innsnevringen er innrettet til å innvirke på en del av oppslemningen når denne beveger seg gjennom kammeret, slik at store og lette faststoffer i oppslemningen avbøyes til og gjennom porten til utløpet, og slik at en annen del av oppslemningen, inkludert små og tunge^ faststoffer, føres til og gjennom den fø rstnevnte dyse.

6. Sentrifugalvasker eller -separator som angitt i krav 5, karakterisert ved at porten til utløpet befinner seg nær den ytre omkrets av innsnevringen og i en anordning som har en hovedsakelig sirkelformet bane.

7. Sentrifugalvæsker eller -separator som angitt i krav 5, karakterisert ved at porten til utløpet befinner seg ovenfor innsnevringen.

8. Sentrifugalvasker eller -separator som angitt i krav 5, karakterisert ved at huset omfatter i det minste to deler som hver har et hull som danner en del av kammeret, idet hullet i den ene del er en fortsettelse av hullet i den annen del, og at innsnevringen er dannet av et endeparti av den ene av delene, idet hullet i denne er mindre enn hullet i den annen del.

9. Sentrifugalvasker eller -separator som angitt i krav 8, karakterisert ved at en av delene omfatter midler som danner en koppliknende flens som rager utover og aksialt i forhold til delen forøvrig, idet endepartiet av den annen del er ført inn i den koppliknende flens, og at midler anbragt mellom delene bestemmer størrelsen og formen av porten til utløpet fra huset.

10. Sentrifugalvasker eller -separator som angitt i krav 8, karakterisert ved at de to deler er sammmen-koblet hovedsakelig ende mot ende, for dannelse av "separasjonskammeret, og at hver del har en innervegg som utgjør en del av veggen i separasjonskammeret, og at partier av de tilgrensende ender av de to deler sammen avgrenser porten til utløpet fra separasjonskammeret.

11. Sentrifugalvasker eller -separator som angitt i krav 5, karakterisert ved at porten til utløpet kommuniserer med en utløpskanal som fører til utløpet og er rettet aksialt i forhold til huset.

12. Sentrifugalvasker eller -separator som angitt i krav 11, karakterisert ved at utløpskanalen er dannet av midler som forårsaker en skruelinjeformet strøm for den av-bøyde del av oppslemningen fra porten til utløpet.

13. Sentrifugalvakser eller -separator som angitt i krav 5, karakterisert ved at huset har et endeparti dannet av en separatdel som omfatter en gjennomgående kanal med en vegg som avgrenser en del av kammeret og som har et tverrsnittsareal som på sitt største er mindre enn det minste tverrsnittsareal av kanalen som avgrenses av veggen i det parti av kammeret som ligger foran den separate del og er forbundet med denne for dannelse av kammeret, idet en ende av den separate del avgrenser en hovedsakelig ringformet flate som utgjør innsnevringen .

14. Sentrifugalvasker eller -separator som angitt i krav 13, karakterisert ved at det i veggen som avgrenser kammeret er anordnet en klaring mellom flaten og resten av veggen som avgrenser kammeret, for dannelse av porten til utløpet.

15. Sentrif ugalvasker som angitt i krav 14,. karakterisert ved at en skruelinjeformet strømningskanal er dannet i forbindelse med den separate del i den ene ende av denne, idet et parti av delen danner flaten, og $4 et den skruelinjeformede strø mningskanal danner en fortsettelse av porten til et utløp fra huset.

16% Sentrifugalvasker eller^ separator som angitt i krav 5, karakterisert ved at porten til utløpet er dannet av en åpning i veggen i huset som avgrenser kammeret.