NO155500B - Silanordning for avtrekking av vaeske fra suspensjoner i bevegelse. - Google Patents

Description

Nærværende oppfinnelse vedrører en silanordning for avtrekking av væske fra suspensjoner i bevegelse. Med suspensjon menes i første rekke fiberholdig cellulosemateriale som er suspendert i en væske, som kan utgjøres av vann eller en kjemisk be-handlingsvæske, men suspensjonen kan i prinsipp bestå av et hvilket som helst fast materiale suspendert i en væske.

Ved en slik avtrekking av væske er det funnet nødvendig for rengjøring av anordningens silåpninger å tilbakespyle en del av det avtrukkede filtratet gjennom åpningene, og i en fore-trukket utførelsesform også å la silen bevege seg i forhold til suspensjonen under tilbakespylingen. Et slikt apparat er tidligere kjent fra SE publiseringsnr. 394.821 (tilsvarer US patent 4,041,560), hvor et bevegelig sillegeme er lagret på et sentralt i anordningen stasjonert lagerlegeme, og hvor tilbakespylingen av væske til suspensjonen gjennom silåpningene av-stedkommes ved at sillegemets innvendige volum minskes under bevegelsen av sillegemet. Apparatet ifølge nærværende oppfinnelse skiller seg i alt vesentlig fra det i dette patentskrift beskrevne apparat ved det som fremgår av den karakteristiske del i nærværende søknads hovedkrav, nemlig at sillegemet sett i suspensjonens bevegelsesretning ved sin fremre og sin bakre del er begrenset av tettende glidelager med lagerflater som har forskjellig tverrsnittsarealer. Dessuten gir nærværende oppfinnelse mulighet for å anordne flere parallelle sillegemer i suspensjonsstrømmen, og som kan være både sylindrisk formede, rette eller ringformige.

Det i alt vesentligste formål med nærværende oppfinnelse har vært å forbedre tidligere kjente apparatkonstruksjoner for å frembringe den ønskede volumminskingen og den tilsvarende tilbakespylingen av silåpningene.

Et annet formål med oppfinnelsen består i å avstedkomme en silanordr.ing som innenfor en viss byggelengde har et større effektivt silareal.

Et tredje formål med oppfinnelsen består i å avstedkomme et apparat, som i tverrsnitt kan gjøres hvor stort som helst uten å nevneverdig forstyrre suspensjonens strømningsmønster.

Et fjerde formål med oppfinnelsen består i å gjøre kjente sil-apparater mindre kraftforbrukende.

Oppfinnelsen skal nedenfor nærmere beskrives under henvisning til figurene 1 - 7.Alle karakteristiske trekk ved oppfinnelsen vil ellers fremgå av etterfølgende patentkrav. Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom et apparat ifølge oppfinnelsen med sentral gjennomstrømning av suspensjon. Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom et apparat som sammenlignet med fig. 1 har periferisk istedenfor sentral gjennom-strømning av suspensjon. Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom et apparat som representerer en kombinasjon av apparatene i fig. 1 og fig. 2, hvorved suspensjonen strømmer i et ringformet rom som derfor har silflate både på innsiden og utsiden. Fig. 4 viser et rektangulært kar sett ovenfra, hvori det er anordnet flere rette silelementer.

Fig. 5 viser en perspektivseksjon etter linjen A-A i fig.4.

Fig. 6 viser et rundt kar sett ovenfra, hvori det er anordnet

flere sirkulære silelementer.

Fig. 7 viser en perspektivseksjon av et ringformet silelement

fra fig. 6.

I fig. 1 betegner 1 en i hovedsak sylindrisk kappe eller hus, som i sin ene ende 2 er åpen og forsynt med en flens 3 for til-slutning til en rørledning eller til et annet apparat. I husets øvre ende 4, som også den er åpen og forsynt med en flens 5, er det vist en tilsluttet bøy 6 med utløp 7. Huset 1 er innvendig forsynt med en konsentrisk hylse eller et lagerlegeme 8, som gir et ringformet rom 9 mellom hylsen og huset, hvilket rom nedentil er begrenset av en ring 10. Innenfor denne hylse 8 er det anordnet et sillegeme 11 med silåpninger, hvilke er markert ved hjelp av prikker. Sillegemet 11 er i sin nedre kant tettende og bevegelig tilsluttet hylsen 8 ved hjelp av en tetning 12, og sin øvre kant tettende tilsluttet huset 1 med en bevegelig tetning 13, hvorved huset også tjener som lagerlegeme. Sillegemet 11 og huset 1 danner på denne måte et ringformet rom 14, som i sin nedre kant er begrenset av en ring 15 og i sin øvre kant av en ring 16. Ringen 16 og sillegemet 11 er ved hjelp av ribber 17 festet til en aksel 18, som drives frem og tilbake av en drivanordning 19 utenfor bøyen 6. Ved akselens gjennom-føring i bøyen er det anordnet en tetning 20. I det ringformede rommet 9 er det anordnet et væskeutløp 21. Suspensjonen som skal behandles beveger seg gjennom apparatet som vist med pilene 25, 26, 27, 28. Når sillegemet 11 med sine tetninger 12 og 13 drives frem og tilbake, endres volumet til det ringformige rommet 14 på grunn av at husets vegg og hylsen 8 har forskjellige diametrer, d.v.s. forskjellige tverrsnittsarealer. Når sillegemet således beveger seg fremad i suspensjonens bevegelsesretning utvider volumet seg, og når den beveger seg tilbake minsker volumet. På denne måten oppnås et sug gjennom silåpningene for avtrekking av væske hhv. et trykk for tilbakespyling av væske til suspensjonen gjennom sillegemets silåpninger .

I fig. 2 er det vist en tilsvarende anordning som i fig. 1,

men med den prinsippielle forskjell at suspensjonen her strømmer i et ringformig rom utenfor sillegemet istedenfor sentralt gjennom dette. Således betegner tallene 1 - 7 og 14 samme de-taljer som i fig. 1. Sillegemet 30 er sin øvre kant ved hjelp av en ring 31 og tetning 32 bevegelig tilsluttet til et lagerlegeme 33, og i sin nedre ende ved hjelp av en ring 34 og tetning 35 bevegelig tilsluttet til et annet lagerlegeme 36, som har større diameter en lagerlegemet 33. Sillegemet er på samme måte som i fig. 1 ved hjelp av ribber 17 festet til akselen 18, som er drevet av en anordning 19, og ført gjennom bøyen 6 ved hjelp av en tetning 20. Akselen 18 er ved hjelp av en annen tetning 37 ført gjennom lagerlegemet 33 ved dettes øvre ende. Lager-

legemet 33 er festet til huset innvendig ved hjelp av ribber 38, hvorav minst en har hulrom 39 med utløp 21 for væske. Det nedre lagerlegemet 36 er ved hjelp av ribber 41 festet til husets innside. Suspensjonen beveger seg i pilenes 50, 51, 52, 53 retning.

I fig. 3 er det vist en anordning som representerer en kombinasjon av anordningen i fig. 1 og fig. 2. Således består den sentrale delen i fig. 3 av et bevegelig sillegeme samt lagerlegemer som i fig. 2 med tilsvarende betegnelser, og de periferiske delene av et bevegelig sillegeme med glideflater langs huset og et ringformet lagerlegeme langs husets yttervegg med tilsvarende betegnelser som i fig. 1. Sillegemene 11 og 30 er forbundet med hverandre ved hjelp av ribbene 55. Ribbene 55 kan anordnes i et fra konstruksjonssynspunkt hensiktsmessig antall og fortrinnsvis være like mange som ribbene 17 som ligger nærmere sentrum. Av ribbene 55 kan alternativt en eller flere være hule for væsketransport fra sillegemets 30 innvendige rom til det periferiske rommet 14. Derved kan det øverste væske-utløpet 21 til høyre sløyfes, og all avtrukket væske tas ut gjennom det nedre utløpet 21 til venstre. Suspensjonen beveger seg i pilenes 60, 61, 62, 63 retning.

I fig. 4 er det vist et rektangulært kar 100 sett ovenfra, hvor suspensjonen kan strømme i to rom 101 og 102, hvorved hvert av rommene er begrenset av bevegelige sillegemer 103, 104, 105 og 106 på langsidene. Forøvrig henvises det til fig. 5.

I fig. 5 er det vist et snitt etter linjen A-A i fig. 4, som forklarer hvordan de bevegelige resp. de stasjonære delene er anordnet. Silanordningen med sillegemer og lagerlegemer er i prinsipp oppbygd med tverrsnitt i likhet med den sirkulære typen som er vist i fig. 3 samt ovenfor beskrevet, med den ve-sentlige forskjell at silflater og glideflater er rette istedenfor sirkulære. I fig. 3 er dessuten det sentrale lagerlegemet delt i en øvre og en nedre del, og akselanordningen strekk-er seg gjennom lagerlegemet, mens akselen i fig. 5 har sine angrepspunkter på oversiden av det sentrale sillegemet ved hjelp av en bøyle 113. De ytre silene glir på ytterveggen av karet hhv. en vegg som er festet til ytterveggen, mens den sentrale sildelen er lagret på et stasjonært og i karet anordnet lagerlegeme 115. Dette lagerlegeme kan være festet i kammerets gavler ved 111 og 112. De ytre og den sentrale silanordningen er sammenbygd ved hjelp av hule armer 116 og 117 for væsketrans-portens skyld, og er ellers oppad og nedad bevegelige ved hjelp av en eller flere akselanordninger med drivanordninger, som virker på begge sider av det stasjonære lagerlegemet ved hjelp av bøylen 113. Således driver drivanordningen 114 samtlige sider opp og ned. Lagerlegemet 115 kan eventuelt utføres hult med åpninger i veggene ut mot de omgivende sillegemehulrommene for væsketransport innover fra disse, hvorved utløp fra apparatet kan anordnes i husets, se fig. 4, øvre og/eller nedre ende-vegg. Derved behøver ikke armene 116, 117 å gjøres hule.

I fig. 6 er det vist en sirkulær beholder 160 sett ovenfra med flere sirkulære sillegemer, hvorav det sentrale sillegemet 150

i prinsipp er utført som sillegemet ifølge fig. 2, det ytre sillegemet 151 er utført ifølge fig. 1 med glideflater langs karveggen, og de midtre sillegemene 152 og 153 er utført bøyd med tverrsnitt ifølge 103 og 105 i fig. 5, slik som nærmere vist i fig. 7.

Fig. 7 viser en utskåret bit av de midtre sidene i fig. 6, slik som antydet med pilen 154. For enkelthets skyld er den nevnte bit vist rett istedenfor bøyd, men figurene viser den prinsippielle oppbygningen. Driften opp og ned kan i dette tilfelle anordnes som en drivanordning 114 over hver bøyle 113 som i fig. 4, hvorfor disse bør arbeide synkront, eller som en enkel sentral drift anordnet som 19 i fig. 2. Væsken, som trekkes av, transporteres gjennom de hule sammenbindende armene 155 og 156 samt de tilsvarende rundt periferien og med 90° anordnede utløpene 157. Lagerlegemet 115 kan, hvis ønsket, ha tverrgå-ende åpninger 120, slik at væskekommunikasjon oppstår mellom sillegemenes 152 og 153 hulrom. For større beholdere kan, som det vil innses, flere ringformige sillegemer som 152 og 153 utplasseres i beholdertverrsnittet for å oppnå et så jevnt avtrekk av væske fra suspensjonen som mulig. Detter forhold gjelder i prinsipp også for beholdere med rette silelementer

ifølge fig. 4 og 5.

I kar med flere sillegemer kan disse generelt sett være sammen-blandet slik som vist i fig. 5 og 6, men de kan også i visse tilfeller bevege seg frem og tilbake hver for seg. Bevegelsene kan da være ordnet i et synkront mønster, slik at samtlige siler beveger seg langsomt frem med suspensjonen og hurtigere tilbake. For andre anvendelsesområder kan det forventes at en synkron bevegelse ikke spiller så stor rolle, hvorfor sillegemene da kan tillates å bevege seg uberoende av hverandre.

I det følgende skal det forklares hvordan anordningene fungerer. Som det vil forståes av den ovenfor detaljerte beskrivelsen av hver figur, så er samtlige apparatutforminger basert på det hovedsakelige prinsipp at suging resp. trykk oppstår i sillegemenes hulrom, og at hvert sillegeme i sin fremre og bakre ende i suspensjonens bevegelsesretning sett er lagret på glideflater som har forskjellige tverrsnittsarealer. Ved at sillegemet beveger seg frem og tilbake i suspensjonens hovedsakelige bevegelsesretning øker resp. minsker sillegemets hulromsvolum. Under bevegelsen fremover øker undertrykket i hulrommet, hvorved væske suges fra suspensjonen gjennom silåpningene. Denne væske ledes deretter fra hulrommet ut gjennom egnede ut-løp bort fra anordningen. Da spesielt de sirkulære utførelses-formene av apparatene er egnet for å behandle suspensjon-ved overatmosfærisk trykk, må man med egnede anordninger i for-bindelse med væskeutløpene strype væskestrømmen slik at passende trykkfall oppstår over sillegemets åpninger. Trykkfallet får ikke tillates å bli for høyt, da suspensjonens partikler i så tilfelle hurtig tetter igjen silåpningene. Uberoende av ved hvilket trykk apparatet fungerer, kommer trykket inne i sillegemet til å øke når sillegemet beveger seg i motsatt retning av suspensjonen, slik at væske kommer til å strømme tilbake gjennom silåpningene og derved løsne partikler som eventuelt har fastnet i silhullene samt, samtidig fremme suspensjonens fortsatte bevegelse forbi silåpningene. Hele forløpet skjer kontinuerlig da suspensjonen beveger seg jevnt gjennom apparatene samtidig som væske under en viss tid trekkes fra suspensjonen og deretter tilbakespyles til suspensjonen i en betydelig mindre mengde og under en meget kort tid, mens såvel under sillegemets bevegelse fremover som bevegelse bakover væske kontinuerlig vil avtappes apparatene gjennom utløpet eller ut-løpene, som leder væske bort fra apparatene. Apparatenes kapasitet er i hovedsak avhengig av den type suspensjon som skal avvannes. Ved apparatutførelsen med bare ett sillegeme ifølge fig. 1 eller fig. 2, er man relativt begrenset med hensyn til kapasitet, da man med disse apparater bare trekker av væske fra den ene siden av et tverrsnitt av suspensjonen, men da sillegemene kan utføres relativt lange innenfor sine rørformige hus, kan kapasiteten likevel oppgå til meget akseptable verdier.

Hvis man sammenligner apparatene ifølge fig. 1 og fig. 2, så oppviser apparat ifølge fig. 1 den fordel at det er mulig innenfor samme husdiameter å bygge sillegemet med silflate langs husets innvendige periferi og således innenfor samme konstruk-sjonslengde på huset som i fig. 2 å oppnå en relativt større silflate. Imidlertid kan man, hvis ytterligere silflate ønskes, bygge apparatene ifølge fig. 3, i hvilket tilfelle suspensjonen strømmer i et ringformet rom, hvor den utsettes for væskeav-trekk både innad og utad, og hvorved kapasiteten økes. Samme fordeler oppnås med utførelsesformene ifølge fig. 4, 5, 6 og 7, hvor man, slik som antydet ovenfor, også kan anordne flere rette resp. runde silelementer over husets eller beholderens tverrsnitt, slik at passende avstand oppnås mellom silflåtene, og slik at best mulig avvanning av suspensjonen oppnås.

Sammenlignet med tidligere kjente konstruksjoner oppviser apparatene ifølge nærværende oppfinnelse også den fordel at for-styrrelser av suspensjonens strømningsmønster blir liten, da den bevegelige delen kan ha en i sin fremre og i sin bakre del relativt liten flate som en tverrstilt suspensjonens bevegelse, og da spesielt hvis sillegemet gjøres konisk eller kile-formet med for suspensjonen økende gjennomstrømningstverrsnitt i suspensjonens bevegelsesretning. Disse forhold gjør seg gjeld-ende også for store apparatdimensjoner. Samtidig blir kraft-forbruket relativt lavt, hvilket også beror på relativt lav vekt av den bevegelige delen.

Anordningen ifølge nærværende oppfinnelse kan anvendes innenfor en rekke områder i industrien. F.eks. kan den innenfor mas-seindustrien anvendes for gjenvinning av fiber fra væsker, fortykning av sil- resp. hydrocyklon-aksept, fortykning av suspensjoner foran fortrengingsapparater av f.eks. diffusørtype, fortykning og funksjon som konsentrasjonsregulerer og utbytte av væske som inneholder partikler og reaksjonsprodukter i løst form eller gassform ved hjelp av tilsatt væske samtidig som væske trekkes av.

Claims (7)

1. Apparat for kontinuerlig avtrekk av væske fra strømmen-de suspensjoner, spesielt cellulosemasse, og som i alt vesentlig består av ett av suspensjon aksialt gjennomstrømmet hus (1, 100, 160), hvori det er anordnet minst en ved hjelp av en akselan-ordning (18) i suspensjonens bevegelsesretning frem og til-bakedrevet og med variabelt hulromsvolum (14) forsynt sillegeme (11, 30, 103, 104, 105, 106, 150, 151, 152, 153) med utløp (21, 157) for bortføring av avsilt væske, karakterisert ved at sillegemet sett i suspensjonens bevegelsesretning ved sin fremre og ved sin bakre del er begrenset av tettende glidelager (12, 13; 32, 35) med lagerflater som har forskjellige tverrsnittsarealer, slik at hulromsvolumene endrer seg under sillegemets bevegelse.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at minst ett sillegeme (11, 104, 106, 151) er lagret ved husets periferi, slik at suspensjonen strømmer innenfor sillegemet .

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at minst ett sillegeme (30, 103, 105, 150) er lagret på et sammenhengende eller delt lagerlegeme (33, 36, 115), slik at suspensjonen strømmer på siden av sillegemet.

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at et sillegeme (11, 104, 106, 151) er lagret periferisk i huset, og at minst ett sillegeme (30, 103, 105, 150) er lagret sentralt i huset slik at suspensjonen strømmer mellom sillegemene.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at huset har rektangulært tverrsnitt, hvori det er anordnet minst ett rett sillegeme (103, 104, 105, 106) i retning tvers på suspensjonens bevegelsesretning.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at flere langstrakte sillegemer (103, 104, 105, 106) er parallelt anordnet på hovedsakelig samme avstand fra hverandre innenfor husets vegger.

7. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at huset har sirkulært tverrsnitt med ett eller flere med motstående silflater konsentrisk anordnede, ringformede sillegemer (152, 153) fordelt over tverrsnittet.