脫水濃縮器的製作方法

2023-06-18 01:25:11 1

專利名稱：脫水濃縮器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種脫水濃縮器，其用於將廢紙漿或其它工業廢漿分離成溼態或固態組分或分離成溼態組分和濃縮材料。
在紙漿工業中，經常要將低濃度的紙漿原料濃縮成較高的濃度，當紙漿原料由一個螺杆稠化器濃縮至如30％(70％的溼度)或更高濃度時，則被處理的原料必須具有2.5％或更高的濃度，以便該原料的懸浮液具有較低的流動性。這是由於通常紙漿原料具有較強的保水性並且將其濃縮到30％或更高濃度需要施加很高的壓力。由於較高流動性的原料的懸浮液可能會通過微小的孔隙洩漏從而將導致對被處理的高流動性原料懸浮液進行高壓處理的失敗。
另一方面，由於漿粕的纖維自身在過濾器的表面上能形成非常緻密結實的網，所以即使具有較大孔隙的過濾器也能對原料懸浮液施加較高的壓力並易於將其濃縮成較高的濃度，該濃度使被處理的原料懸浮液被預濃縮為具有較低的流動性。根據這一原理，使用上述已知的帶有螺杆增稠器的若干種設備是眾所周知的。
作為一種利用離心力的脫水濃縮器，離心分離器為公知的。這種裝置能對含有固體組分的懸浮液施加較高的離心力，從而通過過濾器去除溼的或水的組分。最終經脫水的原料通過能將其從過濾器內表面刮離的螺杆而被排出。
在上述的螺杆稠化器中，除非被處理的原料濃度大約為2.5％或更高，否則不能獲得有效的脫水。然而，由於過濾器不具有多個直徑小於預定值(即2mm)的細孔，所以在擠壓後固體組分又傾向於與原料溶液相混合。在這種離心分離器中，由於作用於原料的離心力必需是1000G或更高，否則不能實現有效的脫水效果，所以用於分離器的驅動裝置在結構上必需是堅固的。然而在水合作用過程中，紙漿原料的纖維有可能相互纏結成較厚的原料網，它將隨著螺杆一起轉動，從而影響了脫水原料的順暢攤出。
本發明的目的是提供一種脫水濃縮器，其結構緊湊且它能對低濃度的原料進行濃縮和脫水。
下面將結合附圖對本發明的實施例進行描述。


圖1,2和3分別為第一實施例，第二和第三實施例的示意圖。
圖1所示的本發明第一實施例的脫水分離器包括一個殼體1，一個空心過濾器2，其在兩個軸點處被支撐並可在殼體1內旋轉，以及一個裝在過濾器2上的空心管3，其可以不同於過濾器2的轉速而旋轉。
過濾器2具有一個與空心外軸4成一體的閉合端。過濾器2的另一端具有一個開放的出口15。過濾器2是通過軸承5和6支撐在殼體1上的，該軸承5位於具有外軸4的過濾器2的閉合端附近，而軸承6則位於過濾器2的另一開口端。在過濾器2的圓周上設有濾網7，其孔隙尺寸適於濃縮原料的特性和/或擠壓後液體的特性。
空心管3具有一個靠近過濾器2閉合端的閉合端並且在此與內軸8連成一體，該軸8伸出外軸4。空心管3的另一端是開放的，以提供一個開口3a，該開口與紙漿的入口10可旋轉的連接在一起，從而將紙漿9引入。空心管3還具有靠近其閉合端的紙漿出口11，其用於將紙漿9排入到過濾器2內。空心管3具有多個板狀葉片12，它們以彼此軸向間隔設置的方式被安裝在管3的外圓周上，並且每一葉片12頂端與濾網7內表面間的間隔約為0.1-5.0mm。葉片12相對於管3的軸向方向具有一個傾角，以便從空心管3的閉合端朝出口15(即，從圖1的左側堆向右側)移動脫水原料。
這裡，假定葉片12相對於管3軸線的最大傾角為90度，但90度角時葉片根本不能夠移動原料。相對於剛剛從出口11排放到過濾器2內的具有較高溼度的紙漿9(即，在脫水處理的初級階段)，設置在靠近過濾器2閉合端的相應葉片12被布置或相對管3軸線具有較小或銳角的傾角以增加紙漿9的移動速度並防上在濾網7內表面上形成任何厚的原料網。相對於朝向圖1右側移動的紙漿9(即，脫水過程的後期階段)，相應的葉片12被設置成具有逐漸增至90度的傾角，從而使紙漿9的移動速度隨著其溼度的減少而逐漸減小，葉片12同時還對濾網7的孔隙進行清理，從而避免在濾網7上形成片狀原料網。
殼體1在其下端與一個圓錐形排水通道13形成一個整體，從而使經過濾網7不脫水排出的水或溼的組分，即通過濾網7的水分被聚集在一起並排出殼體外。殼體1與一個原料出口14構成一個整體，該出口14與出口15相通，從而排放脫水後的固體物質或濃縮原料。
儘管圖中沒有進行顯示，空心管3和內軸8均由內軸承支持在殼體1或過濾器2上。
下面將描述圖1所示的脫水濃縮器的操作方式。需脫水的紙漿9從紙漿入口10引入空心管3並從空心管3上的紙漿出口11排入過濾器2內，該過濾器通過一個外部的驅動裝置(未示出)被驅動繞外軸4旋轉，從而對紙漿9施加離心力。結果，紙漿9被壓迫在濾網7的內表面上並被脫水。
在脫水處理的初級階段的紙漿9具有最高的含水量。如果在這一階段內迅速除去水份，則漿液將喪失流動性，從而導致在濾網7上形成圓柱形的厚原料網。該原料網將隨葉片12一起沿濾網7的內表面旋轉，這將影響有效的脫水和原料網的排出。為了克服這種缺陷，根據本發明，原料網在其被增原之前由葉片12的頂部逐步刮剝成小片並且被流體化。
特別是紙漿9經過漿液出口11剛剛送入過濾器2內時(脫水處理的初級階段)，漿液9具有較高的溼度且具有一定的流動性。在這一階段，紙漿9通過具有逐漸減少或更小傾角的葉片12朝下遊快速運動，從而使其在過濾器2的內表面上不能形成厚的原料網並且能最大程度地實現由離心力來完成脫水處理。
隨著脫水處理的進行，紙漿9由葉片12移向出口15。在脫水過程的後期，紙漿9的溼度逐漸減小並且其流動性也減小。在濾網7內表面上形成的片狀原料網在其被增厚之前就被葉片12刮剝成了小片。破碎成小片將增加其流動性，從而使移動性增加。在下遊端葉片12的傾斜角逐漸增加，從而減慢漿液的移動速度。結果，片狀固體物質在最大程度上脫水並通過原料出口14被排出。
通常認為對具有較高溼度的紙漿9在一定程度上脫水是相對容易的，而對已經進行了一定程度脫水的紙漿進行進一步脫水是較困難的。這個問題已被本發明克服了，在脫水的初級階段，紙漿9由具有較小傾角的葉片12以相對較高的速度進行移動，從而避免了厚的原料網的形成。在脫水處理的後期，紙漿9被緩慢脫水，同時由具有較大傾角的葉片12慢速地向前移動並且形成的片狀原料網由葉片12刮剝成小片並被流體化。結果，在過濾器2的整個範圍內將獲得有效的脫水處理。
經脫水的紙漿9被濃縮或成為固體材料並由原料出口14排出，脫水獲得的溼的或者水的組分通過水分排放管13排出。
當具有較低濃度和較高流動性的紙漿被濃縮為高濃度時(即，固體成份大約為30％的濃度)，螺杆稠化器不適合於上述情況且必須使用離心力。但是，在這種情況下，使用傳統的離心分離器將使設備尺寸加大，這是由於離心分離器僅能夠處理較少量的液體。
相反，根據本發明，在脫水的初級階段濾網7的內表面形成有薄的原料網並且脫水過程可以有效地進行。另外，在脫水處理的後期，材料網由漿片12破碎成小片且材料網被緩慢移動。這樣，經脫水的原料將不隨著葉片12一起旋轉並可順暢地排出。這無需減少整個原料網的厚度。結果，將增加過濾器2單位面積上的脫水效率，從而使設備結構緊湊。同樣，空心管3將要脫水的原材料(紙漿9)引入過濾器2並且轉動葉片12，這樣可以使結構簡化並進一步使其緊湊。
圖2顯示了本發明第二實施例的脫水濃縮器，它大致與圖1所示的第一實施例的濃縮器類似，但過濾器2大致為一個截頭圓錐形並朝開口端15收斂(沿原料的移動方向)，且葉片12的長度是不同的以使其與過濾器2的外形相匹配。
隨著過濾器2的直徑朝向出口15逐漸減小，原料或濃縮的紙漿在脫水後更難於排出。與圖1的第一實施例相比，紙漿9在過濾器2內將停留更長的時間，這將進一步保證有效的脫水。因此，這種設備更適合於對難於脫水的紙漿9進行有效脫水。
在這種情況下，如果內軸8的轉速低於外軸4的話，即，如果葉片12的轉速低於過濾器2時，紙漿9能由葉片12向前移動，同時由旋轉的過濾器2最大限度的進行脫水。
圖3顯示了本發明的第三實施例的脫水濃縮器，它具有一個截頭圓錐形過濾器2，其朝向出口15擴張，這與圖2所示的第二實施例正好相反。藉助於這種形狀的過濾器2，原料或者濃縮的紙漿在脫水後能夠更容易地排出。因此，這種結構更適合於紙漿9地快速脫水，這樣能容易地對紙漿進行脫水並且能在較短時間內將其排出。
在這種情況下，如果內軸8的轉速高於外軸4，即，如果葉片12的轉速高於過濾器2，那麼紙漿9朝出口15的移動速度將被增加。
上述的任何一個實施例都可以獲得以下的效果(1)較低濃度的原料(濃度低於2.5％)能夠被濃縮和脫水以至具有如大於30％的濃度。
(2)過濾器2的濾網7的孔隙可以更小，這樣可以阻止在紙漿被壓榨之後固體材料進入到液體組分中。
(3)脫水能夠以一種穩定的方式進行，甚至於原料的供給量有變化時也是如此。
(4)設備的結構緊湊。
權利要求
1．一種脫水濃縮器，其包括一個空心的過濾器，它可旋轉地支撐在外殼上並具有一個閉合端和一個作為出口的開口端，所述過濾器在其外圓周上有一個過濾網並且在該過濾器內設有葉片，所述葉片以不同於過濾器的轉速旋轉，用以朝所述出口移動原料進入過濾器。
2．根據權利要求1的脫水濃縮器，其還包括一個位於所述過濾器內的空心管，並且以不同於過濾器的速度旋轉，用以將被脫水的原料從外部排放到靠近空心管閉合端的過濾器內部，所述葉片設置在所述空心管的外圓周上，並且沿管的軸向間隔設置，每個葉片的頂部延伸至非常靠近濾網的位置。
3．根據權利要求1或2的脫水濃縮器，其特徵在於葉片的傾角設置成其在脫水處理的初級階段，被脫水原料的移動速度要高於脫水處理的後期階段。
4．根據權利要求1或2的脫水濃縮器，其特徵在於所述過濾器是圓柱形的。
5．根據權利要求1或2的脫水濃縮器，其特徵在於所述過濾器為截頭圓錐形的並且朝原料的移動方向收斂。
6．根據權利要求1或2的脫水濃縮器，其特徵在於所述過濾器是截頭圓錐形的並且朝物料的移動方向擴張。
全文摘要
一種具有濾網的過濾器,其外圓周上可旋轉地支撐於外殼上。一空心管被安裝在該過濾器內,在管子的外表面上設有葉片。空心管以不同於過濾器的速度旋轉。被引入空心管的紙漿通過一個紙漿出口排入過濾器內。這樣,紙漿在離心力的作用下由濾網形成水合物並通過葉片朝紙漿出口被移動。
文檔編號B01D24/00GK1236841SQ9910077
公開日1999年12月1日 申請日期1999年2月3日 優先權日1998年2月3日
發明者巖重尚之 申請人:石川島播磨重工業株式會社, 石川島產業機械株式會社