NO854832L

NO854832L - PROCEDURE AND DEVICE FOR TREATMENT OF MATERIAL SUSPENSIONS.

Info

Publication number: NO854832L
Application number: NO854832A
Authority: NO
Inventors: Alf Romano De Ruvo; Erik Helmer Eriksson
Original assignee: Sunds Defibrator
Priority date: 1984-04-03
Filing date: 1985-12-02
Publication date: 1985-12-02
Also published as: SE441758B; SE8401846L; AU3934985A; JPS61501715A; FI863998A0; SE8401846D0; NZ211324A; FI863998A; EP0207937A1; WO1985004433A1

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte og anordning for behandling av materialsuspensjoner omfattende partikler av ulik størrelse, f.eks. lignocelluloseholdig fibrøst materiale. This invention relates to a method and device for treating material suspensions comprising particles of different sizes, e.g. lignocellulosic fibrous material.

Ved å skille grove partikler fra en materialsuspensjon ved hjelp av en silinnretning, kan suspensjonen deles i en akseptdel og en rejektdel. Disse deler kan deretter behandles sepa-rat på ulike måter. Man kan imidlertid ikke unngå at en betyde-lig mengde småpartikler følger med rejektet. For å løse dette problem kreves ytterligere silingstrinn for rejektet for gjenvinning av disse småpartikler. For at også rejektet skal kunne gjenvinnes kreves spesialutstyr. By separating coarse particles from a material suspension using a sieve device, the suspension can be divided into an acceptance part and a reject part. These parts can then be processed separately in various ways. However, it cannot be avoided that a significant amount of small particles accompany the reject. To solve this problem, additional screening steps are required for the reject to recover these small particles. In order for the rejects to also be able to be recycled, special equipment is required.

Ifølge foreliggende oppfinnelse separeres materialsuspensjonen ved hjelp av en silanordning i en akseptdel og en rejektdel, og rejektdelen føres direkte gjennom en raffinør for redusering av partikkelstørrelsen. Rejektet blir så ført tilbake til silinnretningen for gjentatt separering. Denne kombinasjon gir den særegne virkning at den tilførte materialsuspensjon er omdannet til 100% aksept, dvs. en suspensjon uten overdimensjonerte partikler. Fraskilte grove partikler som passerer gjennom raffinøren og tilbakeføres til silinnretningen sirku-leres således én eller flere ganger inntil partikkeldimensjonen tillater dem å strømme gjennom silinnretningen. According to the present invention, the material suspension is separated by means of a sieve device into an acceptance part and a reject part, and the reject part is passed directly through a refiner to reduce the particle size. The reject is then returned to the screening device for repeated separation. This combination gives the distinctive effect that the added material suspension is converted to 100% acceptance, i.e. a suspension without oversized particles. Separated coarse particles that pass through the refiner and are returned to the screening device are thus circulated one or more times until the particle size allows them to flow through the screening device.

Raffinøren er utstyrt med to raffinørelementer som kan dreie i forhold til hverandre og danner en divergerende spalte. Som følge av at spalten er konstruert med et innløp med en mindre diameter og et utløp med en større diameter, dannes et våkum i innløpet. Som følge av dette vil suspensjonen (rejektet), anriket på større partikler på silinnretningens innløpsside, bli suget inn i og ført gjennom spalten. Fluidiseringen som opp-står ved inngangen til spalten kan bidra til en mer effektiv raffinering. Strømningen kan reguleres ved hjelp av spesialutstyr, f.eks. ventiler og utstyr for regulering av spalten. The refiner is equipped with two refiner elements that can rotate relative to each other and form a diverging gap. As a result of the gap being constructed with an inlet with a smaller diameter and an outlet with a larger diameter, a vacuum is formed in the inlet. As a result, the suspension (reject), enriched in larger particles on the inlet side of the sieve device, will be sucked into and passed through the slot. The fluidization that occurs at the entrance to the slot can contribute to more efficient refining. The flow can be regulated using special equipment, e.g. valves and equipment for regulating the gap.

Ifølge oppfinnelsen kan forskjellige typer silinnretninger anvendes, f.eks. roterende eller stasjonære silsylindre. Andre siltyper (vibrerende, pulserende etc.) kan også tenkes. According to the invention, different types of sieve devices can be used, e.g. rotating or stationary sieve cylinders. Other sieve types (vibrating, pulsating etc.) can also be considered.

De karakteriserende trekk ved oppfinnelsen fremgår av de medfølgende krav. The characterizing features of the invention appear from the accompanying claims.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere, under henvisning til de vedlagte tegninger som viser to utførings-former av oppfinnelsen. The invention will be described in more detail below, with reference to the attached drawings which show two embodiments of the invention.

De viste utføringsformer omfatter en raffinør bestående av et roterende, konisk raffinørelement 10 hvis raffineringsover-flate er forsynt med spor 12 og bommer 14, hvis lengderetning stort sett faller sammen med den koniske raffinørflates genera-triser. The embodiments shown comprise a refiner consisting of a rotating, conical refiner element 10 whose refining surface is provided with grooves 12 and booms 14, the longitudinal direction of which largely coincides with the generatrix of the conical refiner surface.

Det roterende raffinørelement 10 som virker med et stasjonært raffinørelement 20 hvis overflate er konstruert lik over-flaten på det roterende raffinørelement 10. Mellom raffinør-elementene 10, 20 dannes en spalte 22 som kan reguleres i hen-hold til den ønskede partikkelstørrelse ved raffinørens utløps-sone 24 ved å bevege det roterende raffinørelement 10 i aksialretning. Det nevnte raffinørelement er opplagret på en aksel 11 som er montert i et aksielt bevegelig lagerhus 13 og drives via en aksielt regulerbar kopling 14 ved hjelp av en motor hvis aksel 15 er forbundet med koplingen. Det aksielt bevegelige lagerhus 13 er tilpasset og fastholdt i ønsket stilling ved hjelp av et stempel 16 som er montert på lagerhuset og opptatt i et sylinderhus 17 som er fast forbundet med raffinørens stasjonære kappe 30. The rotating refiner element 10 which works with a stationary refiner element 20 whose surface is constructed similar to the surface of the rotating refiner element 10. Between the refiner elements 10, 20 a gap 22 is formed which can be regulated according to the desired particle size at the refiner's outlet -zone 24 by moving the rotating refiner element 10 in the axial direction. The aforementioned refiner element is stored on a shaft 11 which is mounted in an axially movable bearing housing 13 and is driven via an axially adjustable coupling 14 by means of a motor whose shaft 15 is connected to the coupling. The axially movable bearing housing 13 is adjusted and held in the desired position by means of a piston 16 which is mounted on the bearing housing and taken up in a cylinder housing 17 which is firmly connected to the refiner's stationary casing 30.

Avstanden mellom det roterende og det stasjonære raffinør-element 10,20 reguleres på kjent måte, se f.eks. SE-.PS 214.707, ved hjelp av en hydraulisk servoventil 40 som påvirkes av en følerarm 44 som er montert på det aksielt bevegelige lagerhus, hvilken arm bærer en reguleringsskrue 46 gjennom en gjenge-forbindelse 45, og ved hjelp av hvilken lagerhuset kan reguleres til ønsket stilling. Den således regulerte stilling holdes deretter automatisk konstant ved at følerarmen 44 påvirker servo-ventilen 40 som regulerer og styrer det hydrauliske trykk i sylinderkamrene 18 og 19. The distance between the rotating and the stationary refiner element 10,20 is regulated in a known manner, see e.g. SE-.PS 214,707, by means of a hydraulic servo valve 40 which is actuated by a sensing arm 44 mounted on the axially movable bearing housing, which arm carries an adjusting screw 46 through a threaded connection 45, and by means of which the bearing housing can be regulated to Wanted position. The thus regulated position is then automatically kept constant by the sensor arm 44 influencing the servo valve 40 which regulates and controls the hydraulic pressure in the cylinder chambers 18 and 19.

Utføringsformen vist i figur 1 omfatter en silinnretning av den type som er vist i SE-PS 780.2653-1. Silinnretningen omfatter en stasjonær silsylinder 50 som er fast forbundet med trykk-kappen 30. Materialsuspensjonen forutsettes å innføres gjennom et innløp 64 via en reguleringsventil 65. Silsylinderen 50 er forsynt med slisser eller perforeringer av en størrelse som tillater gjennomstrømning av partikler av akseptert stør- reise, men som hindrer gjennomstrømning av større partikler. Silsylinderen 50 er konsentrisk omsluttet av en roterende ytre sylinder 60 som er forsynt med forholdsvis store mateåpninger gjennom hvilke den tilførte materialesuspensjon ved overtrykk og intens omrøring kan passere uten partikkel-separasjon. Den tilførte materialsuspensjon føres av tilførselstrykket mot den partikkelseparerende silsylinder 50, der overdimensjonerte partikler hindres fra å strømme gjennom silsylinderens åpninger. Overdimensjonerte partikler som samler seg på silsylinderen 50 fjernes fra sylidnerflaten ved hjelp av en rekke radielle rør-elementer 66 som er festet på den roterende sylinder 60 og som ved rotasjon av sylinderen skaper et våkum ved hjelp av hvilket de avsatte fiberpartikler fjernes fra silsylinderen og føres til rommet 63 utenfor den roterende sylinder 60. I nevnte rom 63 The embodiment shown in Figure 1 comprises a sieve device of the type shown in SE-PS 780.2653-1. The sieve device comprises a stationary sieve cylinder 50 which is firmly connected to the pressure jacket 30. The material suspension is supposed to be introduced through an inlet 64 via a control valve 65. The sieve cylinder 50 is provided with slots or perforations of a size that allows the passage of particles of an accepted size , but which prevents the flow of larger particles. The sieve cylinder 50 is concentrically enclosed by a rotating outer cylinder 60 which is provided with relatively large feed openings through which the added material suspension can pass through overpressure and intense stirring without particle separation. The supplied material suspension is guided by the supply pressure towards the particle-separating sieve cylinder 50, where oversized particles are prevented from flowing through the sieve cylinder's openings. Oversized particles that collect on the sieve cylinder 50 are removed from the cylinder inner surface by means of a series of radial pipe elements 66 which are fixed on the rotating cylinder 60 and which, by rotation of the cylinder, create a vacuum by means of which the deposited fiber particles are removed from the sieve cylinder and are conveyed to the space 63 outside the rotating cylinder 60. In said space 63

er suspensjonen anriket med overdimensjonerte partikler som ikke kunne passere gjennom silsylinderen 50. Ved hjelp av den aksielle strømning av den ubehandlete suspensjon som tilføres i retning mot rommet mellom den roterende sylinder 60 og omslut-tende sylinder 67 føres den med store partikler anrikete suspensjon i aksialretning mot spalten 22. Akseptet ledes bort fra silsylinderens 50 indre via et utløp 68 med en ventil 69. the suspension is enriched with oversized particles that could not pass through the sieve cylinder 50. By means of the axial flow of the untreated suspension which is fed in the direction towards the space between the rotating cylinder 60 and the enclosing cylinder 67, the suspension enriched with large particles is conveyed in an axial direction towards the slot 22. The acceptance is led away from the inside of the filter cylinder 50 via an outlet 68 with a valve 69.

Den i figur 2 viste utføringsform omfatter en raffinør av samme type som vist i figur 1 i kombinasjon med en annen type silinnretning. Denne silinnretning er av den type som er vist i SE-PS 354 677 og består her av en stasjonær silsylinder 70 som er fast forbundet med den under trykk stående kappe 3 0.• Et innløp 71 med reguleringsventil 72 er anordnet for materiale-suspens jonen . Silsylinderen 70 er forsynt med perforeringer av en størrelse som tillater gjennomstrømning av akseptert partik-kelstørrelse. Silsylinderen 70 er beliggende i avstand fra kappen 30 slik at der dannes et akseptkammer 73 på utsiden, hvor-fra akseptet kan ledes bort gjennom et utløp 74 med en ventil 75. Innvendig i silsylinderen 70 og konsentrisk med denne er der anordnet en roterende pulseringssylinder 76 som er utstyrt med overflatedeformasjoner 77 i form av inntrykninger og/eller ut-spring. Pulseringssylinderens 76 rotasjon, fortrinnsvis sammen med den roterende raffinørinnretning 10, skaper en strømning langs silsylinderen 70 som begunstiger partikkelseparasjon, og samtidig holdes perforeringene rene. Partiklene som ikke kan passere gjennom silsylinderens 70 perforeringer fortsetter forbi silflaten og suges inn i spalten 22 som ovenfor beskrevet. The embodiment shown in Figure 2 comprises a refiner of the same type as shown in Figure 1 in combination with another type of screening device. This sieve device is of the type shown in SE-PS 354 677 and here consists of a stationary sieve cylinder 70 which is firmly connected to the pressurized jacket 30. • An inlet 71 with control valve 72 is arranged for the material suspension . The sieve cylinder 70 is provided with perforations of a size that allows the passage of an accepted particle size. The sieve cylinder 70 is situated at a distance from the casing 30 so that an acceptance chamber 73 is formed on the outside, from where the acceptance can be led away through an outlet 74 with a valve 75. Inside the sieve cylinder 70 and concentric with this, a rotating pulsation cylinder 76 is arranged which is equipped with surface deformations 77 in the form of depressions and/or protrusions. The rotation of the pulsation cylinder 76, preferably together with the rotating refiner device 10, creates a flow along the sieve cylinder 70 which favors particle separation, and at the same time the perforations are kept clean. The particles which cannot pass through the perforations of the sieve cylinder 70 continue past the sieve surface and are sucked into the slot 22 as described above.

Ved begge utføringsformer oppnås en intens fluidisering av suspensjonen ved hjelp av rotasjonselementene, henholdsvis rota-sjonssylinderen 60 og pulseringssylinderen 76, som er festet til det roterende raffinørelement 10. Dette innebærer at rejektet kommer inn i spalten 22 i fluidisert tilstand, og derved for-sterkes raffineringsvirkningen. Den sterke fluidisering gjør det videre mulig å utføre raffineringen ved en konsentrasjon som er optimal'for raffinering. In both embodiments, an intense fluidization of the suspension is achieved with the help of the rotation elements, respectively the rotation cylinder 60 and the pulsation cylinder 76, which are attached to the rotating refiner element 10. This means that the reject enters the slot 22 in a fluidized state, and is thereby strengthened the refining effect. The strong fluidization also makes it possible to carry out the refining at a concentration which is optimal for refining.

Ved begge utføringsformer er en retur-rørledning 80 til-koplet raffinørens utløpssone 24. Denne rørledning 80 er til-koplet raffinørinnretningenes 50,70 innløpsside. En styreventil 81 er anordnet i rørledningen 80 for styring av resirkuleringen. Anordningen ifølge oppfinnelsen virker således som en sil-eller separeringsinnretning uten ekstern rejektstrøm. Oppfinnelsen muliggjør vesentlige besparelser med hensyn til både byg-nings- og maskinutstyr for gjenvinning og behandling av rejekt-■delen av materialsuspensjonen. Anordningen ifølge oppfinnelsen leverer således 100% aksept, dvs. akseptert partikkelstørrelse. Den behandlete fibersuspensjon strømmer ut gjennom utløpet 68, henholdsvis 74, som 100% aksept. En utgående strøm reguleres ved hjelp av ventiler 69, henholdsvis 75, ved hjelp av en styreinnretning 84 som er forbundet med en trykkavfølende innretning 85 ved hjelp av hvilken et konstant hydraulisk trykk opprett-holdes i kappen 30. In both embodiments, a return pipeline 80 is connected to the refiner's outlet zone 24. This pipeline 80 is connected to the inlet side of the refiner devices 50,70. A control valve 81 is arranged in the pipeline 80 for controlling the recirculation. The device according to the invention thus acts as a sieve or separation device without an external reject stream. The invention enables significant savings with regard to both building and machine equipment for recycling and processing the reject part of the material suspension. The device according to the invention thus delivers 100% acceptance, i.e. accepted particle size. The treated fiber suspension flows out through the outlet 68, respectively 74, as 100% acceptance. An outgoing flow is regulated by means of valves 69, respectively 75, by means of a control device 84 which is connected to a pressure-sensing device 85 by means of which a constant hydraulic pressure is maintained in the jacket 30.

Den nødvendige trykkforskjell for resirkulering gjennom rørledningen 80 frembringes ved hjelp av raffinøren som ovenfor beskrevet. Sirkulasjonsstrømmen kan styres ved hjelp av ventil-en 81. Den nødvendige regulering avhenger selvsagt på kvali-teten av den tilførte suspensjon og den ønskede kvalitet av den utgående suspensjon. The necessary pressure difference for recirculation through the pipeline 80 is produced by means of the refiner as described above. The circulation flow can be controlled by means of the valve 81. The necessary regulation obviously depends on the quality of the supplied suspension and the desired quality of the outgoing suspension.

Oppfinnelsen er selvsagt ikke begrenset til de ovenfor be-skrevne utføringsformer, men kan varieres innenfor rammen av oppfinneIsestanken. The invention is of course not limited to the above-described embodiments, but can be varied within the framework of the inventive ice tank.

Claims

1. Procedure for continuous treatment of material suspensions containing particles of different sizes, which particles are separated into acceptance and rejection, respectively, by means of a sieve device that allows the flow through of only particles below a certain size (acceptance), characterized in that the particles above said size (rejection ) is diverted away and treated directly during the outward flow through a slot between two refiner elements which rotate in relation to each other to reduce the size of the particles, which are then returned to the sieve device for repeated separation so that the supplied material suspension is converted in its entirety into an outgoing material suspension which only contains particles below the specified size (acceptance).

2. Method according to claim 1, characterized in that the necessary pressure difference for return is produced by the increase in pressure that is formed above the gap.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the recycling flow is controlled in dependence on the desired quality of the acceptance.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reject is fed into the slot in a fluidized state.

5. Device for continuous treatment of material suspensions containing particles of different sizes, comprising a pressurized jacket 30 with an inlet (64, 71) for the suspension, a sieve device (50, 70) which is located in the jacket and allows the flow of particles under a certain size (acceptance) and prevents the flow of particles above said size (reject) and an outlet from the casing (30) for the acceptance, characterized in that the casing (30) also comprises two refiner elements (10, 20) which can rotate in relative to each other and between themselves form a diverging slot (22) whose inner part is directly connected to the inlet end of the sieve device (50, 70) to receive the reject, and the outer part of the slot (22) opens into an outlet zone (24), and a return pipeline (80) connects the outlet zone (24) with the inlet part of the sieve device (50, 70).

6. Device according to claim 5, characterized in that an inner refiner element (10) is rotatable and a outer refiner element (20) is stationary.

7. Device according to claim 6, characterized in that a rotating element (60, 76) which is arranged in connection with the sieve device (50, 70) is attached to the rotating refiner element (10).

8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that the rotatable refiner element (10) is axially adjustable for regulating the flow through the slot (22) and the processing degree of the reject.

9. Device according to one of claims 5-8, characterized in that a valve (81) is arranged in the return pipeline (80) for controlling the recirculation flow.

10. Device according to one of claims 5-9, characterized in that it comprises a pressure sensing device (85) in the jacket (30) and a control device (84) which is connected to the sensing device (85) for regulating an outlet valve (69) , 75) for the acceptance.