SE507481C2 - Anordning för separering av föroreningar från fibermassasuspensioner - Google Patents

Description

20 25 30 35 507 481 Sådana mycket grova föroreningar separeras därför från massasuspensionen med hjälp av ett separationssteg inne- fattande hydrocykloner innan massasuspensionen tillförs den kända anordningen. För att hydrocyklonsepareringen ska fungera bra hålls massasuspensionens fiberkoncentration på cirka 0,5 % till cirka l %. Den kända anordningens separe- ringseffektivitet och kapacitet är däremot bäst om massa- suspensionens fiberkoncentration är från cirka 3,5 % till cirka 5 %. Fiberkoncentrationen hos massasuspensionen som lämnar hydrocyklonsteget kan naturligtvis höjas till lämp- lig koncentration med hjälp av en avvattningsanordning innan massasuspensionen tillförs den kända anordningen.

Detta skulle dock medföra betydande kostnadshöjningar, varför massasuspensionen vanligen tillförs den kända anordningen direkt från hydrocyklonsteget utan föregående avvattning, trots att den kända anordningen härigenom ej kan fungera optimalt. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en förbättrad separeringsanordning av här aktuellt slag med avseende på separering av sådana mycket grova föroreningar som normalt bortsepareras av hydrocykloner.

Detta ändamål uppnås medelst en anordning av det inled- ningsvis beskrivna slaget, som kännetecknas av att ett flödesavledande väggorgan sträcker sig frán den andra sido- väggen mot rotorn till ett läge i vilket väggorganet befin- ner sig axiellt väsentligen mitt för den rörformiga väggens öppna ände och radiellt innanför den rörformiga väggen, och att väggorganet är så anordnat att en ringformig ström- ningspassage bildas mellan den rörformiga väggen och vägg- organet med en tvärsnittsarea som är väsentligt mindre än tvärsnittsarean hos nämnda ringformiga inloppspassage.

Härigenom blir suspensionens strömningshastighet i inlopps- passagen väsentligt lägre än suspensionens strömnings- 10 15 20 25 30 507 481 hastighet genom nämnda ringformiga strömningspassage, vilket medför att mycket grova föroreningar som inkommer i inloppspassagen effektivt fångas upp av det första utlopps- organet, eftersom de medbringande krafter som den långsamt strömmande suspensionen utövar pà de grova föroreningarna blir relativt svaga. Pà grund av denna förbättrade effek- tivitet hos anordningen enligt uppfinningen vad beräffar dess förmåga att avlägsna mycket grova föroreningar behövs ej det ovan beskrivna hydrocyklonsteget. Detta medför i sin tur den fördelen att fiberkoncentrationen hos massasuspen- sionen som ska separeras kan höjas till mellan 3,5 % och 5 %, vilket ökar separeringseffektiviteten och kapaciteten hos anordningen enligt uppfinningen.

Eftersom rotorn normalt innefattar en cylindrisk mantelyta som är koaxiell med rotorns axel och som sträcker sig axiellt längs silorganet, dimensioneras lämpligen nämnda ringformiga strömningspassage med en bredd i radiell rikt- ning som är mindre än det radiella avståndet mellan silor- ganet och rotorns mantelyta. Detta medför att de förore- ningar som kan passera genom nämnda ringformiga strömnings- passage ej kan klämmas fast mellan rotorn och silorganet, varigenom skador pà rotorn och silorganet undviks.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är in- loppsorganet inrättat att leda suspensionen som ska sepa- reras väsentligen tangentiellt in i den ringformiga in- loppspassagen vid den ände av den rörformiga väggen som är motsatt nämnda öppna ände, och bildar det första utlopps- organet en passage som har en ingàngsöppning i inlopps- passagens undre del vid nämnda andra sidovägg. Härigenom kommer grova, tunga föroreningar att av tyngdkraftens påverkan ansamlas i inloppspassagens undre del och med- bringas av det uppkomna skruvlinjeformiga långsamma 10 15 20 25 30 35 507 481 suspensionsflödet axiellt längs inloppspassagen tills föroreningarna uppfàngas av det första utloppsorganet.

Nämnda ingàngsöppning i inloppspassagen är lämpligen belägen intill nämnda andra sidovägg.

Företrädesvis sträcker sig väggorganet in i den rörformiga väggens inre och bildar en utloppspassage för relativt lätta föroreningar, vilken utloppspassage sträcker sig från den första kammaren genom väggorganet till husets utsida, varvid utloppspassagen har en ingàngsöppning som är belägen centralt i den rörformiga väggens inre. Eftersom suspen- sionsflödet accelererar när det strömmar skruvlinjeformigt in i den ringformiga strömningspassagen, bildas en virvel i vilken lätta föroreningar separeras radiellt inåt. Dessa separerade lätta föroreningar kan matas ut genom väggorga- nets utloppspassage. Med fördel minskar väggorganets radi- ella utsträckning i den rörformiga väggen i riktning mot rotorn, T.ex. kan väggorganet ha ett koniskt parti med en spetsände, i vilken nämnda ingàngsöppning är belägen.

Rotorn är lämpligen försedd med skovelorgan, vilka sträcker sig axiellt fràn rotorn åtminstone delvis in i den rörfor- miga väggens inre, för att öka virvelns rotationshastighet i närheten av rotorn. Detta förbättrar utsepareringen av lätta föroreningar. Dessutom bryter skovlarna upp even- tuellt förekommande flak av fibrer i enskilda fibrer, vari- genom fiberutbytet förbättras. Det är dessutom fördelaktigt att suspensionen har ungefär tamma periferihastighet som rotorn när suspensionen strömmar in mellan rotorn och sil- organet.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till den bifogade ritningen, pá vilken Figur 1 visar en vy av ett längdsnitt genom en anordning enligt uppfinningen, 10 15 20 25 30 35 507 481 Figur 2 visar en vy av ett snitt längs linjen II-II i Figur 1, och Figur 3 visar ett snitt längs linjen III-III i Figur 1.

I Pig 1 visas en anordning enligt uppfinningen innefattande ett iháligt cylinderformigt hus 1 med två motsatta verti- kala sidoväggar 2,3. Ett stationärt cirkulärcylindriskt silorgan 4 sträcker sig i husets 1 inre koaxiellt med huset 1 fràn den ena sidoväggen 2 mot den andra sidoväggen 3 längs ungefär halva husets 1 längd och avdelar husets 1 inre i en kammare 5 för suspension som ska silas medelst silorganet 4 och en ringformig kammare 6 för mottagning av silad suspension. En rotor 7 med väsentligen cirkulärt tvärsnitt är medelst lager 8 lagrad i huset 1 och sträcker sig i det cylindriska silorganets 4 inre, varvid rotorn 7 är roterbar av en drivmotor 9 omkring en axel 10 som är koaxiell med silorganet 4.

En cirkulärcylindrisk vägg 11 med ungefär samma diameter som silorganet 4 sträcker sig frán detta i kammaren 5 koaxiellt med axeln 10 mot sidoväggen 3, varvid väggen 11 har en öppen ände 12 som är belägen nära men pà avstånd från sidoväggen 3. Kammaren 5 har en cylindrisk omkretsyta 13 som sträcker sig axiellt längs väggen ll koaxiellt med axeln 10, varigenom en ringformig inloppspassage 14 bildas mellan omkretsytan 13 och väggen 11. Ett inloppsorgan 15 för suspensionen som ska separeras är anordnat att leda suspensionen väsentligen tangentiellt in i inloppspassagen 14 vid den ände av väggen ll som är motsatt väggens 11 öppna ände 12.

Ett flödesavledande koniskt väggorgan 16 sträcker sig från sidoväggen 3, vid vilken väggorganets 16 bas är belägen, mot rotorn 7 in i den cylindriska väggens ll inre, varvid väggorganets 16 konspets är belägen centralt i väggens 11 10 15 20 25 30 507 481 inre och nära men pà avstånd från rotorn 7. väggorganet 16 är så anordnat att en ringformig strömningspassage 17 bildas mellan den cylindriska väggen ll och det koniska väggorganet 16 med en tvärsnittsarea som är väsentligt mindre än tvärsnittsarean hos inloppspassagen 14 och med en bredd i radiell riktning som är mindre än det radiella avståndet mellan silorganet 4 och rotorns 7 mantelyta. En utloppspassage 18 för relativt lätta föroreningar sträcker sig centralt genom det koniska väggorganet 16 till husets 1 utsida, varvid utloppspassagen 18 har en ingàngsöppning 19, som är belägen vid det koniska väggorganets 16 spets.

Rotorn 7 är försedd med sex rotorblad 20, vilka sträcker sig axiellt längs rotorns 7 mantelyta och radiellt ett stycke utàt från denna. Rotorbladen 20 har som syfte att förhindra igensättning av silorganets 4 silhál och att uprätthálla en strömning av suspensionen i silorganets 4 omkretsriktning. Rotorn 7 är även försedd med sex skovel- blad 2l, vilka är anordnade pà den axiella ände av rotorn 7 som vetter mot väggorganet 16. Varje skovelblad 21 sträcker sig väsentligen radiellt längs rotorn 7 och axiellt ett stycke in i den cylindriska väggens ll inre.

Ett utloppsorgan 22 för uppfångning av grova och tunga för- oreningar bildar en passage med en ingàngsöppning 23 i inloppspassagens 14 undre del intill sidoväggen 3. Utlopps- organet 22 är normalt försett med en slussanordning (ej visad) för att möjliggöra intermittent tömning av upp- fångade föroreningar.

Huset 1 är försett med ett utloppsorgan 24 för tömning av silad suspension från kammarens 6 nedre del och med ett utloppsorgan 25 i sidoväggen 2 för tömning av separerade föroreningar från silorganets 4 insida. 10 15 20 25 30 35 507 481 Anordningen enligt Fig 1 fungerar på följande sätt. Fiber- suspensionen som ska separeras framställs först av retur- papper i en pappersupplösare och blandas med vatten till en lämplig fiberkoncentration mellan 3,5 och 5 %. Den sålunda framställda fibersuspensionen pumpas via inloppsorganet 15' in i inloppspassagen 14, i vilken suspensionen strömmar skruvlinjeformigt med en relativt låg axiell hastighet i riktning mot sidoväggen 3. Under suspensionens strömning i inloppspassagen 14 samlas förekommande grova tunga förore- ningar, såsom metallfragment och grus, av tyngdkraftens påverkan i inloppspassagens 14 nedre del, där föroreningar- na medbringas av suspensionen i riktning mot sidoväggen 3 tills de uppfàngas av utloppsorganet 22. Även sådana rela- tivt tunga föroreningar som roterar med suspensionen längs kammarens 5 omkretsyta 13 fàngas slutligen upp av utlopps- organet 22.

Vid sidoväggen 3 avleds suspensionsflödet av väggorganet 16 i riktning mot rotorn 7 och accelererar genom den relativt trånga ringformiga strömningspassagen 17, varigenom en virvel av suspensionen bildas i den cylindriska väggens inre som utseparerar förekommande lätta föroreningar, sàsom plastfragment, radiellt inàt i virveln. De utseparerade lätta föroreningarna rör sig längs väggorganets 16 koniska yta till väggorganets 16 konspets där de lätta förorening- arna trycks in genom ingángsöppningen 19 och passerar vidare ut från anordningen via utloppspassagen 18. Vid behov kan utloppspassagen 18 anslutas till en undertrycks- källa för att befrämja avlägsnandet av lätta föroreningar.

Rotationshastigheten hos nämnda suspensionsvirvel i närhe- ten av rotorn 7 upprätthålls med hjälp av skovelbladen 21, vilka även slàr sönder förekommande fiberflockar i enskilda fibrer. Suspensionen, som nu är befriad fràn mycket grova och tunga föroreningar och även är väsentligen befriad från 10 15 20 25 507 481 relativt lätta föroreningar, strömmar därefter skruvlinje- formigt in mellan rotorn 7 och silorganet 4 och silas av detta. Den silade suspensionen, som nu är befriad från normalstora grova föroreningar, samlas i kammaren 6 och töms från denna via utloppsorganet 24. De pá silorganets 4 insida uppfàngade föroreningarna vandrar axiellt längs silorganet 4 och passerar slutligen ut frán anordningen via utloppsorganet 25.

Det har visat sig att den ovan beskrivna utföringsformen av anordningen enligt uppfinningen är kapabel att separera fibersuspensioner, som har fiberkoncentrationer mellan 3,5 och 5 %, med en verkningsgrad pà mellan 90 och 96 % vad avser bortseparering av relativt grova tunga föroreningar.

Rejektavdraget, dvs. det flöde som innehåller de av silor- ganet 4 separerade föroreningarna och som avgår genom ut- loppsorganet 25, kan vid denna höga verkningsgrad ändà hållas så låg som 5 till 10 % av det totala suspensions- flödet. Som jämförelse kan nämnas att en konventionell separeringsanordning av det här aktuella slaget kräver ett rejektavdrag pà mellan 15 och 20 % för att nä upp till en verkningsgrad av 90 %, vad avser bortseparering av grova föroreningar fràn en fibersuspension vars fiberkoncentra- tion normalt är mellan 0,5 och l %. Således har anordningen enligt uppfinningen både en högre separeringseffektivitet och kapacitet jämfört med motsvarande konventionella sepa- reringsanordningar avsedda för separering av grova förore- ningar från fibersuspensioner framställda av returpapper.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 507 481 Eatenfkray

1. Anordning för separering av föroreningar från en fiber- massasuspension, innefattande ett ihåligt hus (1) med två motsatta sidoväggar (2,3), ett väsentligen cylindriskt silorgan (4) som sträcker sig i husets inre frán den ena sidoväggen mot den andra sidoväggen och som avdelar husets inre i en första kammare (5) för suspension som ska silas medelst silorganet och en andra kammare (6) för mottagning av silad suspension, en rotor (7) i silorganet anordnad roterbar omkring en axel (10) som är koaxiell med silorga- net, varvid rotorn (7) har en cylindrisk mantelyta som är koaxiell med rotorns axel (10) och som sträcker sig axiellt längs silorganet (4), en rörformig vägg (ll) som sträcker sig i den första kammaren från silorganet väsentligen koaxiellt med rotorns axel mot den andra sidoväggen till en öppen ände (12) hos den rörformiga väggen som är belägen på avstånd fràn den andra sidoväggen, varvid den första kammaren har en väsentligen cylindrisk omkretsyta (13) som sträcker sig axiellt längs den rörformiga väggen till den andra väggen och som är koaxiell med rotorns axel, varigenom en ringformig inloppspassage (14) bildas mellan nämnda omkretsyta och den rörformiga väggen, ett inlopps- organ (15) för suspensionen som ska separeras anordnat att leda suspensionen in i inloppspassagen, ett första utlopps- organ (22) inrättat att uppfánga relativt stora och tunga föroreningar som rör sig längs nämnda omkretsyta i inlopps- passagen, ett andra utloppsorgan (24) för tömning av silad suspension fràn den andra kammaren, och ett tredje utlopps- organ (25) för tömning av föroreningar från silorganets inre, k ä n n e t e c k n a d a v att ett flödesav- ledande väggorgan (16) sträcker sig från den andra sido- väggen (3) mot rotorn (7) till ett läge i vilket väggorga- net befinner sig axiellt väsentligen mitt för den rörfor- miga väggens (11) öppna ände (12) och radiellt innanför den 10 15 20 25 30 507 481 rörformiga väggen, och att väggorganet är så anordnat att en ringformig strömningspassage (17) bildas mellan den rör- formiga väggen och väggorganet med en tvärsnittsarea som är väsentligt mindre än tvärsnittsarean hos nämnda ringformiga inloppspassage (14), varvid den ringformiga strömnings- passagen (17) har en bredd i radiell riktning som är mindre än det radiella avståndet mellan silorganet och rotorns mantelyta.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d a v att det flödesavledande väggorganet (16) sträcker sig in i den rörformiga väggens (ll) inre.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att en utloppspassage (18) för relativt lätta föroreningar sträcker sig från den första kammaren (5) genom väggorganet (16) till husets utsida, varvid utloppspassagen har en ingångsöppning (19) som är belägen centralt i den rörfor- miga väggens (ll) inre.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att väggorganets (16) radiella utsträckning i den rörfor- miga väggen (ll) minskar i riktning mot rotorn.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att väggorganet (16) har ett koniskt parti med en spetsände i vilken nämnda ingàngsöppning (19) är belägen.

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d a v att rotorn (7) är försedd med radiella skovelorgan (21), vilka sträcker sig axiellt från rotorn åtminstone delvis in i den rörformiga väggens (ll) inre.

7. Anordning enligt något av kraven l-6, k ä n n e - 10 15 507 481 11 t e c k n a d a v att inloppsorganet (15) är inrättat att leda suspensionen som ska separeras väsentligen tangen- tiellt in i den ringformiga inloppspassagen (14) vid den ände av den rörformiga väggen (11) som är motsatt nämnda öppna ände (12), och att det första utloppsorganet (22) bildar en passage som har en ingàngsöppning (23) i inlopps- passagens undre del vid nämnda andra sidovägg (3).

8. Anordning enligt nàgot av kraven 1-7, k ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda ingàngsöppning (23) är belägen intill nämnda andra sidovägg (3).

9. Anordning enligt nàgot av kraven 1-8, k ä n n e - t e c k n a d a v att den första kammarens (5) omkretsyta (13), den rörformiga väggen (ll) och det flödesavledande väggorganet (16) har cirkulära tvärsnitt.