FI109097B - Pölyhiukkasten poisto materiaalirainalta - Google Patents

Description

1 109097 i Pölyhiukkasten poisto materiaalirainalta

Keksintö koskee menetelmää pölyhiukkasten poistamiseksi suhteellisesti liikkuvalta, erityisesti stabiililta materiaalirainalta, joka sisältää kosketusva-5 päästi työskentelevän pölynpoistolaitteen; ja pölynpoistolaitetta tämän menetelmän toteuttamiseksi, jossa laitteessa on syöttöyksikköön liitetty tulopuhallusyk-sikkö sekä imuyksikkö.

Suhteellisella liikkeellä tarkoitetaan tässä sitä, että materiaalirainan liikuttamisen sijasta voidaan tietysti myös pölynpoistolaitetta liikuttaa materiaali-10 rainan yli. Yleensä kuitenkin materiaaliraina kulkee suuttimen tulo- ja poistoauk-kojen alla tai välissä.

Tällaisella pölynpoistolla voidaan puhdistaa kaikki rainamuotoiset ja levynmuotoiset materiaalit, kuten puristetut lastulevyt, huonekalulevyt, muovi-, paperi- ja pahvinauhat, lasi, kaikenlaiset foliot, metalli- ja lääkintäfoliot, tekstiilit, 15 piirilevyt, teollisuuspunokset, filmi-ja magneettinauhat jne.

Liikkuvien materiaalirainojen pölynpoistolaitteet, joita myös kutsutaan rainanpuhdistuslaitteiksi, voidaan karkeasti jakaa kosketusvapaisiin ja harjan avulla toimiviin laitteisiin. Viimeksi mainitut laitteet irrottavat mekaanisesti pölyhiukkaset pyörivien harjatelojen tai kiinteiden harjarivien avulla materiaalirainal-20 ta, jonka jälkeen hiukkaset imetään pois. Harjojen koostumus, kovuus, materi-... aali ja toteutus yhteensovitettu tällöin puhdistettavan materiaalipinnan kanssa.

'' ·;' Tällaisia ei lajinomaisia pölynpoistolaitteita kuvataan julkaisussa "Technischer •;;j Informationsdienst", 11/1985, s. 1 - 20, Bundesverband Druck e.V., Postfach : 1869, Biebricher Allee 79, D- 6200 Wiesbaden 1, sekä julkaisussa W087/ 25 06 527.

j *·. Kosketusvapaissa pölynpoistolaitteissa on tulopuhallusyksikkö, joka kohdistaa kaasusuihkun puhdistettavaan rainaan, sekä imuyksikkö, joka imee pois kaasuun sisältyvät pölyhiukkaset. Tulopuhallusyksikön yhteydessä tai sen ....: läheisyydessä on purkauselektrodit, jotka aiheuttavat materiaalirainalla olevien .···. 30 pölyhiukkasten purkautumisen. Tällaisia pölynpoistolaitteita kuvataan julkaisuis- sa EP-A 0 245 526, EP-A 0 520 145, EP-A 0 524 415, EP-A 0 395 864 ja CH-A :!‘*i 649 725.

Toinen menetelmä kuvataan julkaisussa EP-A 0 084 633. Siinä tur-:\·. bulentti kaasuvirtaus kohdistetaan puhdistettavaan kudosrainaan, joka turbulen- 35 tin virtauksen takia alkaa värähdellä, jolloin pölyhiukkaset irtoavat kudospinnas- • · 2 109097 ta. Tämä menetelmä soveltuu kuitenkin ainoastaan hyvin ohuille materiaaiirai-noille, jotka kaasuvirtauksen vaikutuksesta voivat värähdellä.

Julkaisussa DE-A 4 215 602 kuvataan ei lajinomaista puhdistuslaitetta, joka poistaa liikkuvalta rainalta, erityisesti telanauhalta, tarttuneen nesteen.

5 Pölynpoistolaitteelle tyypillisiä ongelmia, jotka johtuvat sähköstaattisten voimien takia tarttuvista hiukkasista, ei tässä esiinny.

Mikäli yllä mainituissa pölynpoistolaitteissa yleensä esiintyy tulosuut-timien poistoaukon virtaustekniikkaa, se muodostuu materiaalirainaa kohti suunnatuista kanavista, joiden läpimitta on vakio ja jotka sijaitsevat suutinaukon alu-10 eella, kuten esim. kuvataan julkaisuissa EP-A 0 245 526, EP-A 0 520 145 ja DE-A 4 214 602. Vain julkaisussa EP-A 0 084 633 ja julkaisun DE-A 4 215 602 suoritusmuoto variantissa kuvataan suuttimen poistokanavaläpimittaa, joka on muuttuva. Julkaisun EP-A 0 084 633 mukaan kaasuvirtaus johdetaan pystysuoraan kudosrainalle. Julkaisun DE-A 4 215 602 mukaan käytetään väärin Laval-15 suuttimeksi kuvattua suutinta, joka supistumisen jälkeen jatkuu päärynän muotoisena ja uudelleen supistuu. Keksintö ratkaisee pölynpoistotehtävän liikkuvalta, stabiililta, pölynpoiston aikana värinättömältä materiaalirainalta, jolloin pur-kauselektrodeista voidaan luopua.

Keksinnön ensimmäisenä yllättävänä perustietona on, että pelkäs-20 tään valitsemalla kaasuvirtaus, erityisesti sen paine, materiaalirainan pinnan pölynpoistoalueelle ja valitsemalla tämän alueen etäisyys maadoitetusta pin-nasta, tehokas pölynpoisto on mahdollinen. Tässä lähdetään siitä, että tehokas ·;·· pölynpoisto on mahdollinen vain silloin, kun puhdistettavalle alueelle aikaan- : saatu kaasupaineen kaasuvirtaus on niin suuri, että kaasunpaineen ja yllä mai- • * · 25 nitun etäisyyden tuloa (Paschenin lain mukaan) vastaava kriittinen jännite on j ·.· pienempi kuin pölyhiukkasten sähköstaattinen jännite (varaus), joka pääasiassa pitää pölyhiukkaset kiinni materiaalirainan pinnalla. Näissä olosuhteissa pölyhiukkaset itsevarautuvat. Ne neutralisoituvat. Ne pysyvät kiinni vain huomatta-vasti pienemmän Van-der-Waals-voiman ja muiden ei sähköstaattisten voimien .···, 30 ansiosta. Kaasunopeus Paschenin lain mukaisessa kaasuvirrassa on vielä niin suuri, että vain vähän kiinni olevat pölyhiukkaset voidaan poistaa.

Purkautumisvaikutusta (Paschenin lain mukaan) tukee vielä ball-sähköinen vaikutus (vesiputoussähkö, Lenard-vaikutus), kun se kulkee supistu-:v. van suutinpoikkipinnan kautta. Tällöin tapahtuu ainakin osittainen läpivirtaavan ’., ]: 35 kaasun eli ilman ionisaatio ilman, että tarvitaan sähköenergiaa käyttävää ioni- saatiolaitetta.

3 109097

Toiseen yllättävään tietoon perustuu se, että imuyksikön erikoismuo-toilun ansiosta kaasuvirtaus kääntökulman takia kääntyy ja luo tarvittavan imu-tehon, joka tuo pölyhiukkaset imuyksikköön.

Lähtien näistä tiedoista ammattimies voi keksiä monia muotomahdol-5 lisuuksia, joista tässä yhteydessä voidaan kuvata vain muutamia.

Lähes päivittäinen korkeajännite-elektrodien purku ja puhdistus sekä sen jälkeinen tarkka säätö koottaessa jäävät keksinnön mukaan rakennetun laitteen ansiosta pois.

Tarvittava kaasuvirtaus saavutetaan suositellulla tavalla muotoile-10 maila tulopuhallusyksikköä ja/tai imuyksikköä siten, kun ne liitetyissä patenttivaatimuksissa on kuvattu.

Seuraavassa kuvataan tarkemmin, piirustuksiin viitaten, esimerkkejä keksinnön mukaisesta menetelmästä sekä menetelmän toteuttamiseksi suosi- j j tellulla tavalla käytettävistä laitteista. Tässä kuvattujen suutinjärjestelyjen ja 15 -rakenteiden ohella voidaan tietysti käyttää muitakin suoritusmuotoja, kunhan alla kuvatut ehdot pölyhiukkasten varauksen purkaukselle ja materiaalirainan pitovoimien voittamiselle täyttyvät ilman sähköenergian käyttöä vaativia korkeajännite-elektrodeja. Keksinnön muita etuja kuvataan jäljempänä kuvaustekstis-sä.

20 Kuvio 1 esittää kaavamaisesti ne voimat, jotka pitävät pölyhiukkasia materiaalirainalla, ‘ · · · ‘ kuvio 2 esittää Paschenin lain, kuvio 3 esittää pölynpoistolaitteen läpileikkauksen, •.: : kuviot 4a ja 4b esittävät osaläpileikkauksen ja vaakaprojektion suun- :...·· 25 nassa IVb pölynpoistolaitteen tulopuhallusyksiköstä, jossa on hahlomainen kaa- suaukko, kuviot 5a ja 5b esittävät kuvioiden 4a ja 4b mukaisen tulopuhallusyk-sikön, jossa on suutinrivistä muodostuva kaasuaukko, kuvio 6 esittää läpileikkauksen pölynpoistolaitteen variantista, jossa ... 30 on kaksi materiaalirainapinnan samalla puolella olevaa tulopuhallusyksikköä, ;* kuvio 7 esittää läpileikkauksen pölynpoistolaitteen toisesta variantis- :, ‘ · · ta, jossa puhdistettava materiaaliraina on kääntynyt, *:·: kuvio 8 esittää läpileikkauksen kuvion 3 pölynpoistolaitteesta, jossa : v, on virtauksenohjauselementtejä tulopuhallus- ja imuyksikössä, ‘ \ 35 kuvio 9 esittää vaakaprojektion suunnassa IX kuvion 8 tulopuhallu- syksikön virtauksenohjauselementistä, 4 109097 kuvio 10 esittää vaakaprojektion suunnassa X kuvion 8 imuyksikön virtauksenohjauselementistä, kuvio 11 esittää pitkittäisleikkauksen erään tulopuhallus- ja imuyksik-kövariantin läpi, ja j 5 kuvio 12 esittää kaavamaisen kuvion pölynpoistolaitteesta, jossa on kuviossa 11 esitetty tulopuhallus- ja imuyksikkö arkkimuotoisen tavaran pölyn-puhdistusta varten.

Kuviossa 1 esitetään kaavamaisesti pölyhiukkasiin S vaikuttavat sähköstaattiset ja Van-der-Waals-voimat E ja W. Pölyhiukkasia sitoo usein lisäksi 10 nestesillat F. Pölyhiukkasiin S vaikuttavan kaasuvirtauksen G tulo sattuu kuvion 1 oikealle puolelle B. Kaasuvirtaus G imetään vasemmalla puolella A.

Kuvio 2 esittää Paschenin lain eli tuotteen kriittisen jännitteen U/krit riippuvuuden paineesta p ja etäisyydestä d eri kaasuille. Kuvio 2 on kopio ku-! vasta 6.20 julkaisusta K.Simonyi, "Physikalische Elektronik", Verlag B. G. Teub- 15 ner Stuttgart, 1972, sivu 526. Paschenin lakia kuvataan äsken siteeratun kirjan sivuilla 524 - 526 mutta myös julkaisussa Ch. Gertsen, "Physik", Springer-Verlag 1960, sivulla 303. Tässä laissa kuvataan kriittinen sähköjännite U/krit, jossa kahden pinnan välinen purkaus "syttyy", jolloin p on elektrodien välisen kaasun paine. Paine-etäisyystulo pd on kuvion 2 vaaka-akselilla esitetty suureena 20 Torr-cm, jolloin 1 Torr on 133 Pa lämpötilassa 0 °C.

Keksinnön mukaan Paschenin lakia sovelletaan materiaalirainan 1 ··;’ pölynpoistoon. Pölyhiukkaset S tarttuvat rainaan sähkövarauksensa takia. Kek- sinnön mukaan asetetaan pölynpoistolaitteen tulopuhallusyksikön 3a/b maadoi-'.' : tettu potentiaalipinta etäisyydelle d materiaalirainan pinnasta ja säädetään mate- 25 riaalipinnan ja potentiaalipinnan välillä kulkevan ja tulopuhallusyksiköstä 3 pur- • '·· kautuvan yliäänikaasuvirtauksen G nopeus ja paine siten, että jännite, joka joh- :T: tuu varatuista pölyhiukkasista S, on yhtä suuri kuin Paschenin lain kriittinen jän nite U/krit. Kuviosta 2 voidaan etsiä kriittisen jännitteen U/krit edellyttämä tulo pd. Sitten säädetään kaasunpaine pölyhiukkasia S kantavan materiaalipinnan . · · ·, 30 ja maadoitetun potentiaalipinnan välissä sellaiseksi, että rakenne-etäisyydellä d materiaalipinnan ja maadoitetun potentiaalipinnan välillä lähenee aiemmin etsit-tyä tulon p d arvoa. Elektronisen kenttämittarin avulla voidaan todeta, miten kor-kea sähkövaraus on. Siten on mahdollista optimoida tulo p d pölynpoistolaitteen : \ . asennuksen ja säätämisen aikana. Vaaditut edellytykset saavutetaan yliääni- ‘ I; 35 kaasuvirtauksen G avulla. Purkautuneet pölyhiukkaset S irtoavat nyt yliäänikaa suvirtauksen vaikutuksesta, ilman sähköisten purkauselektrodien käyttöä, ja 109097 i ] o i I imetään imuyksikön 7 avulla pois. Sähköisten purkauselektrodien korkeat kun nossapitokustannukset putoavat näin ollen pois.

Tulopuhallusyksikkö 3a/b ja imuyksikkö 7a/b valmistetaan metallista ja maadoitetaan. Tällöin etäisyys tulopuhallusyksiköstä 3a/b materiaalirainan 1 5 pintaan on yhtä suuri kuin maadoitetun potentiaalipinnan etäisyys d siitä. Jotta saavutettaisiin hyvä sähkönjohtavuus, voidaan materiaalirainalle 1 päin olevat tulopuhallusyksikön 3a/b ja imuyksikön 7a/b puolet pinnoittaa sähköä johtavalla kerroksella. Alumiinia käytettäessä se voidaan esim. anodisoida, jolloin varmistetaan hyvä sähkönjohtavuus.

10 Kuviossa 3 poikkileikkauksena esitetty pölynpoistolaite voi poistaa pölyä sekä materiaalirainan 1 yläpuolelta 9a että alapuolelta 9b. Tällöin on sekä rainan yläpuolella 9a että sen alapuolella 9b tulopuhallusyksikkö 3a ja 3b sekä imuyksikkö 7a ja 7b. Materiaalirainan 1 liikesuunta on nuolen 11 mukainen. Materiaalirainan 1 kuljetusnopeus on tässä esitetyssä esimerkissä 4,75- 15 m/s. 15 Kuljetusnopeus ei vaikuta pölynpoistolaitteen hyötysuhteeseen.

Alla kuvattu tulopuhalluslaite 3a tai 3b on rakennettu siten, että siitä purkautuu yliäänikaasuvirtaus, tässä tapauksessa yliääni-ilmavirtaus G. Tulopu-halluslaitteesta 3a/3b purkautuva kaasuvirtaus G osuu materiaalirainan 1 pin- i taan kulmassa a, joka on 20 - 100°, edullisesti 30 - 55°, rainan kulkusuuntaa 11 20 vasten. Materiaalipinnasta irronneiden pölyhiukkasten S imu tapahtuu kohdassa, joka on ulosvirtaavan kaasun G virtaussuunnassa 25 kulmassa σ, joka on 20- 70°, edullisesti noin 45°, sekä toisessa kohdassa, joka on melkein koh- ‘; tisuoraan materiaalipintaan. Tämä toinen imu tehoaa erityisesti syvennyksissä ja • · '; ’, * reiissä oleviin pölyhiukkasiin S.

*;··' 25 Tulopuhallusyksikössä 3a/b on kaksiosainen, alla kuvattu suutinra- : ’·· kenne. Lähtien kaasunsyöttöyksikkönä toimivasta painekanavasta 13 on koko ; ajan suippeneva suutinpoikkileikkaus 15, joka kavennuksen 17 jälkeen jatkuu koko ajan laajenevana suutinpoikkileikkauksena 19 aina suutinaukkoon 20 asti. ·:·: Kavennuksen 17 leveys on 0,02 - 0,08 mm, edullisesti alle noin 0,04 mm. Suu- ·”: 30 tinaukon 20 avauskulma on 3 - 15°, edullisesti 5 - 10°. Kuvion 3 poikkileikkauk- .· , sessa vasemmalla oleva vaippaviiva laajenevassa suutinpoikkileikkauksessa 19 ’· on kaareva, kun taas vastakkainen vaippaviiva on suora 21. Tämä suora 21 kul- ' : kee kulmassa α materiaalirainan 1 pintaan nähden. Kulma a on 20 - 100°, edul- ·*·': lisesti 30- 55°. Näiden suorien 21 reunapiste 22 suutinaukossa 20 on pienim- 35 män etäisyyden d päässä materiaalirainasta 1, mikä puhdistettavan materiaalin mukaan on 0,5 - 2 mm. Tämä etäisyys d vastaa Paschenin lain etäisyyttä d.

] _ 109097 6

Aukko 23 molempien tulopuhallusyksiköiden 3a ja 3b välillä laajenee kolminkertaiseksi V-muodoksi kulkusuunnassa 11, jonka haarakulma kasvaa jokaisessa ylimenovaiheessa 24a ja 24b.

Kaasunpurkaus suutinaukosta 20 tapahtuu, kuten kuvion 3 nuoli 25 5 osoittaa, vinosti materiaalirainaan 1 sen kulkusuuntaa 11 vasten imuyksiköitten 7a tai 7b suuntaan.

Reunapiste 22 muodostaa terävän reunan. Tämän terävän reunan 22 vuoksi syntyy yliäänivirtauksen G ulostulossa suutinaukosta 20 virtauksen pyörrealue, jonka turbulenssi nostaa Paschenin lain mukaan purkautuneet pöly-10 hiukkaset S materiaalirainan 1 pinnasta 9a tai 9b vastoin Van-der-Waal-voimia W. Tulopuhallusyksiköt 3a ja 3b ovat metallista ja ovat sähköisesti maadoitettuja samaan maahan kuin imuyksiköt 7a ja 7b. Suutinaukko 20 sijaitsee tasossa 6, joka leikkaa materiaalirainan 1 kulmassa 25 - 65°, edullisesti kulmassa alle 45°.

Kahden tulopuhallusyksikön 3a ja 3b tavoin on kaksi imuyksikköä 7a 15 ja 7b. Molemmat imuyksiköt 7a ja 7b ovat symmetriset toisiinsa nähden. Kummassakin imuyksikössä 7a ja 7b on kaksi imukanavaa 27 ja 29, jotka johtavat imukammioon 30. Imukanavien sisäänmenot 31a ja 31b sijaitsevat tasossa 33, jonka etäisyys materiaalirainan 1 yläpuoleen 9a ja alapuoleen 9b on vakio. Taso 33 on samalla vastakkain materiaalin yläpuolen tai alapuolen kanssa olevan 20 imuyksikön 7a tai 7b yläpuoli. Imuyksiköt 7a ja 7b valmistetaan suositeltavasti johtavasta materiaalista (metallista). Jos kuitenkin käytetään muita materiaaleja, tai käytetty metalli ajan mittaan peittyy johtamattoman korroosiokerroksen alle, •;;; on tämä pinta, kuten aikaisemmin mainitut tulopuhallusyksiköt 3a ja 3b, varustet- v : tava sähköisesti johtavalla kerroksella. Taso 33 on, kuten kuvio 3 osoittaa, taak- • · · 25 sevedetty suhteessa suutinaukkoon 20. Tämä taakse veto voi myös olla pie-• ' · * nempi. Taso 33 voi myös olla suoraan yhteydessä suutinaukon 20 kanssa.

Imukanavassa 27 on suppilonmuotoisesti suippeneva, materiaalirainan 1 pintaan kalteva imusuulake 35. Imusuulakkeen 35 kaltevuus on suu-,.: tinaukkoon 20 päin. Suutinaukkoon 20 kohdistuvan suppilonmuotoisen imusuu- , · ·, 30 lakkeen 35 vaippaviiva 36a on mahdollisimman laakeassa kulmassa β materiaa- lirainan 1 pintaan. Kulma β on 15 - 30°. Imusuulakkeen 35 vaippaviivan 36a vas-*. ’ : takkainen vaippaviiva 36b kulkee jyrkemmin materiaalirainan 1 pintaan nähden ': ‘: kulmassa σ, joka on 20 - 70°. Koska imusuulakkeen 35 joka tapauksessa on ol- ; v. tava suppilonmuotoinen, lankeaa itsestään, että kulmien σ ja β ääriarvona oleva ' , ’; 35 30° voidaan käyttää.

7 109097

Imusuulake 35 jatkuu kavennettuun kanavaosaan 37, jonka vaippa-viiva on vaippaviivan 36b jatke. Tämä kanavaosa 37 jatkuu toiseen kanava-osaan 39, joka johtaa imukammioon 30.

Vaippaviivan 36b ja tason 33 leikkauspisteen etäisyys h reunasta 22 5 (= suorien 21 toinen alapääty) on 10 - 25-kertainen etäisyyteen d verrattuna.

Tulopuhallusyksikön 3a tai 3b järjestelystä johtuen huuhtoutuu imu-kanava 27 vapaaksi mahdollisesti kiinnitarttuvista pölyhiukkasista S.

Imukanava 29 on myös suppilonmuotoinen, jolloin kuitenkin sen suu-tinaukkoon 20 päin suuntautuva vaippaviiva 40a kulkee kohtisuoraan materiaali-10 rainan 1 pintaan nähden, kun taas vastakkainen vaippaviiva 40b kulkee hieman kaltevasti materiaalirainan 1 pintaan nähden.

Imukammion 30 vähintään yhdellä vastakkaisella seinällä on profilointi 44. Tämä profilointi 44 toimii kuviossa näkymättöminä olevien virtauk-senohjauspeltien ripustuspaikkoina. Virtauksenohjauspellit ovat tarpeellisia, jotta 15 imukammioon 30 johtavien kanavien 27 ja 29 tuloaukoissa vallitsisi samat pai-neolosuhteet.

Jopa nopeudella 30 m/s liikkuvan materiaalirainan 1 pölyn poistamiseksi puhalletaan ilmaa G tulopuhallusyksikön 3a ja 3b avulla enintään nopeudella 550 m/s. Jotta tämä ulosvirtausnopeus saavutettaisiin, vallitsee paineka-20 navassa 13 noin 200 kPa:n paine. Materiaalirainan 1 pinnalle muodostuu yliää-nikaasun nopeudesta johtuva paine 5-10 kPa. Materiaalirainan 1 pinnalla ole-·;’ vat pölyhiukkaset S neutraloituvat, kuvatuista Paschenin lainalaisuuksista johtu- ···: en, pimeäpurkauksessa, joka periaatteessa on hohtopurkaus hyvin pienellä vir- Y : ranvoimakkuudella. Samalla tapahtuu pölyhiukkasten S nostaminen yliääni- • · * 25 ilmavirran G ansiosta, jota tukee reunan 22 aiheuttama pyörteisyys, jotka vas-!" . tustavat Van-der-Waals-voimia. Pölyhiukkaset S imeytyvät imukanavien 27 ja 29 kautta, jolloin melkein pystysuorassa materiaalirainan 1 pintaan kulkeva kanava 29 pääasiassa imee pölyhiukkasia S syvennyksistä ja rei'istä.

Tulopuhallusyksikön tai -yksiköiden 3a ja 3b puhaltaman tuloilman 30 sekä imuyksikön tai -yksiköiden 7a ja 7b imuilman lämpötila on 18-23 °C. Ti-" * lassa, jossa pölynpoistolaite on, vallitsee ylipaine.

Y·· Suutinaukko 20 ja kanavien 27 ja 29 sisäänmenot voidaan tehdä pit- kittäishalkiona 41, kuten kuvat 4a ja 4b suurennettuna poikkileikkauksena ja :.' ·, vaakaprojektiona osoittavat, tai suutinriveinä 43, kuten kuvat 5a ja 5b osoittavat.

» » • * » tili» 8 109097 Pölyhiukkasten S imutehon parantamiseksi yliäänikaasuvirtauksessa G voidaan tulopuhallusyksikön 3a ja 3b ja imukanavien 27 ja 29 suutinpoikkileik-kaukseen 19 sijoittaa virtauksen ohjauselementtejä 49, 50 ja 51, kuten kuviossa 8 esitetään.

5 Suutinalueen 19 seinämälle 21 järjestetyt virtauksen ohjauselementit 49 ovat kapeita pitkittäisportaita, kuten kuvion 9 vaakaprojektio suunnassa IX osoittaa. Jokainen pitkittäisporras 49 on liikesuuntaan 11 nähden yhdensuuntaisessa tasossa, jonka kulma materiaalirainaan 1 on 82°. Yllä kuvatussa esimerkissä pitkittäisportaiden 49 leveys on 1 mm ja keskinäinen etäisyys 15 mm.

10 Imukanaviin 27 ja 29 järjestettyjen porrasrivien 50 ja 51 kohdalla on kyse kapeista pitkittäisportaista, kuten kuvion 10 vaakaprojektio suunnassa X osoittaa. Jokainen pitkittäisporras 50 ja 51 on liikesuuntaan 11 nähden myös yhdensuuntaisessa tasossa, jonka kulma materiaalirainaan 1 on 60°. Yllä kuvatussa esimerkissä pitkittäisportaiden 50 ja 51 leveys on 2 mm ja keskinäinen 15 etäisyys 30 mm.

Kuvion 3 tulopuhallusyksiköiden 3a ja 3b lisäksi voidaan imuyksikön tai -yksiköiden 7a ja 7b molemmin puolin asettaa lisätulopuhallusyksikkö, kuten kuviossa 6 esitetään.

Tasossa olevien materiaalirainojen 1 ohella voidaan kääntöyksikön 20 45 avulla myös puhdistaa kääntyviä materiaalirainoja 46. Tulopuhallus- ja imu- yksiköiden sijainti on, kuten kuvio 7 osoittaa, sovitettu materiaalirainan 46 kulun ’*··' mukaan. Materiaalirainan 46 päästökulma kääntöyksikköön 45 on edullisesti 15- 20°, jottei sähkövaraus varauksenvaihdon ja varauksenerotuksen takia v * nousisi turhaan.

25 Äsken kerrottu tulopuhallusyksikön 3a tai 3b kahtiajako osiin 3' ja 3" Γ \, mahdollistaa yksiosaiseen versioon verrattuna yksinkertaisemman valmistuksen.

Jako tapahtuu viivaa 47 pitkin, joka muuttuu suoraksi 19. Tiivistys tapahtuu tii-visterenkaan 48 avulla, jonka kulku mukailee suutinrivin 43 tai pitkittäishahlon 41 käyttöä. Tulopuhallusyksikön 3a tai 3b jaon vuoksi voidaan virtauksenoh-30 jauselementit 49 valmistaa yksinkertaisesti.

; Tulopuhallusyksikkö 3a ja 3b sekä siihen kuuluvat imuyksiköt 7a ja ; 7b rakennetaan edullisesti lohkoina, jotka voidaan yhdensuuntaisesti materiaali- ; rainan 1 kanssa asettaa riviin, jotta pölynpoistolaitteen leveys voitaisiin sovittaa kulloisenkin materiaalirainan leveyteen.

: ·. 35 9 109097

Materiaalirainan liikuttamisen sijasta voidaan tietysti myös pölyn-poistolaitetta liikuttaa materiaalirainan yli. Yleensä kuitenkin materiaaliraina kulkee suuttimen tulo- ja poistoaukkojen alla tai välissä.

Yllä kuvatun pölynpoistolaitteen avulla voidaan materiaalirainojen li-5 säksi puhdistaa myös levyt ja arkit.

Yllä kuvatun pölynpoistolaitteen avulla voidaan puhdistaa kaikki rai-namuotoiset ja levynmuotoiset materiaalit, kuten puristetut lastulevyt, huoneka-lulevyt, muovi-, paperi- ja pahvinauhat, lasi, kaikenlaiset foliot, metalli- ja lääkin-täfoliot, tekstiilit, piirilevyt, teollisuuspunokset, filmi- ja magneettinauhat jne.

10 Kuvioissa 3-10 esitetyn tulopuhallusyksikön 3a ja 3b sijasta voidaan myös käyttää kuvion 11 mukaista yksikköä 53, joka on tulopuhallus- ja imuyksi-kön yhdistelmä. Lisäksi tässä käytetään tulopuhallusyksiköissä 3a ja 3b aliää-nennopeutta. Toisaalta voidaan myös käyttää äänennopeutta. Tulopuhallusyk-sikköjen 3a ja 3b tavoin muodostuu myös yksikkö 53 kahdesta maadoitetusta 15 suutinosasta 54a ja 54b ja siinä on suutinkanavan poikkileikkauksen 56 supistuma 55. Kuten painekanavassa 13 kanssa samanlaisessa painekanavassa 57 on myös tässä suuttimessa suippeneva suutinpoikkileikkaus 59 (samoin kuin 15). Päinvastoin kuin tulopuhallusyksiköissä 3a ja 3b on tässä suorat vaippavii-vat sisältävä supistus 55 esiin vedetty suutinaukkoon 60 asti ja siten huomatta-20 vasti pidempi. Toisin sanoen kaasuvirtaukseen kohdistuu tässä voimakkaampi ionisoitumisvaikutus (ball-sähkö). Supistuksen 55 akseli on noin 51° kulmassa δ materiaalipinnan 71 tangenttiin 68. Kulmalla δ voi olla myös toisia arvoja välillä 20 - 100°, erityisesti 30 - 55°. Toteutusesimerkissä käytetty arvo sallii kuitenkin .' i ’: optimaalisen työn, varsinkin ottaen huomioon pienen ilmantarpeen ja hyvän tu- : “ *: 25 keutumisen puhdistettavaan materiaalirainaan 71 rummulla 74 (painesylinteri).

:·. Myös tässä yksikössä 53 on, samoin kuin yllämainituissa tulopuhallu- [;·, syksiköissä 3a ja 3b, virtausteknisesti "laajeneva suutinpoikkileikkaus", jonka tässä muodostaa tila 61 suutinaukon 60 edessä. Päinvastoin kuin yllämainituissa tulopuhallusyksiköissä 3a ja 3b on tässä tapauksessa reunassa 63, jonka ' ' 30 vastaavassa alareunassa 22 suutinkanavasivu on toista 0, - 0,9 mm reunakor- keuden a verran korkeampi, pidennetty 0,6 mm ulospäin. Tämä pidennys toimii suutinkanavan jatkeena ja ulosvirtaavan kaasuvirtauksen kääntäjänä, kuten ....: nuoli 64 osoittaa. Tämä kaasuvirtaus aiheuttaa siten imuvaikutuksen, joka kul jettaa pölyhiukkaset imuyksikköön 65, joka lopulta imukanavassa olevan porras-: ·' 35 rivin avulla huolehtii virtaussuunnasta ja jonka rooli on tärkeä pölyhiukkasten : : kuljettamisessa imuletkuun.

10 109097

Supistuksen 55 leveys b säädetään yhdessä painekanavan 57 kaa-sunpaineen kanssa siten, että aikaansaadaan optimaalinen pölynpoisto mahdollisimman pienellä ilmankulutuksella. Tässä kuvatussa toteutusvariantissa käytetään supistuksen leveytenä 0,04 mm paineella 150 kPa painekanavassa 57 5 sekä etäisyytenä d/53 4-7 mm, edullisesti 5 mm. Supistetun suutinkanavan 55 kaltevuus materiaalirainan 71 tangenttiin 68 nähden on tässä esimerkiksi 51°.

Yksikköön 53 integroitu imuyksikkö koostuu imukanavan 35, 37 ja 39 kaltaisesta imukanavasta 65, jolloin tässä käytetään yksinkertaisempaa rakennetta, jossa on kiinnitettävä muotoiltu pelti 67 yhtenä kanavaseinämänä. Myös 10 tämän imukanavan 65 sisääntulo on terävässä kulmassa φ materiaalirainan kulkusuuntaan 70 nähden. Kulman φ arvon pitäisi olla 20 - 50°, edullisesti 33 - 39°. Suutinaukosta 60 poiskääntyvä imukanavan 65 tuloaukon reuna sijaitsee etäisyydellä e, joka toteutusesimerkissä on 17 mm.

Jotta puhdistukseen tarvittava ilmankulutus voitaisiin minimoida, on 15 painekanava 57 poikittain materiaalirainaan 71 nähden jaettu yksittäisiin osaka-naviin. Nämä osakanavat, jotka ovat identtiset kuvioissa 11 ja 12 viitenumerolla 57 kuvattuihin, on yhdistetty syöttökammioon 69 männällä (ei näy) suljettavien syöttökanavien kautta. Paineen tasaamiseksi syöttökanavissa on vähäpätöisesti muuttuvat virtauspoikkileikkaukset. Männät voidaan näkymättömän mekanismin 20 avulla säätää siten, että ulkokehältä alkaen syöttökanava toisensa jälkeen, ja siten myös osakanava toisensa jälkeen, voidaan erottaa ilmansyötöstä eli syöt-tökammiosta 69. Tällöin sovitus kulloinkin puhdistettavaan rainanleveyteen on .mahdollinen. Vain tarvittavaan määrään osakanavia syötetään paineilmaa, jol-. : loin ilmankulutus optimoituu eli minimoituu.

25 Kuviossa 12 kuvataan tulopuhallus/imuyksikön 53 asettamista polynia. poistolaitteeseen arkkimuotoisia tavaroita 71 varten. Puhdistettavat arkit 71 kiin- !·:·. nitetään aina kiinnittimellä 72 ensimmäiseen rumpuun 73 (syöttösylinteri) ja pi detään kiinni. Siirto toiseen rumpuun 74 (painesylinteri) tapahtuu lähestymispai-kassa 76 vierekkäisin kiinnittimin 72 ja 75, jolloin synkronisesti kiinnitin 72 [ ' 30 avautuu ja kiinnitin 75 arkinsiirtoa varten sulkeutuu. Kuviossa 12 näkyy arkki 71, • johon kiinnitin 75 juuri on tarttunut ja avautunut kiinnitin 72, jolloin osa levymäi- :*·.· sestä arkista 71 yhä nojaa rumpuun 73 ja vedetään siitä pois. Rummun 74 yhte- ydessä on tulopuhallus/imuyksikkö 53, jossa on järjestetty poikittain arkin 71 leveyteen olevat varmistusrullat 77, jotka varmistavat arkkitavaran 71 ohjauksen ·* ·' 35 ilmansyöttökatkoksen tai huonon arkinsiirron sattuessa.

* » „ 109097 Käytettyjen rumpujen 73 ja 74 suurten rotaationopeuksien vuoksi arkit 71 (tavara) pyrkivät purkautumaan tai irtoamaan rumpupinnasta. Keksinnön mukaisilla laitteilla voidaan ilmanpainetta säätämällä säätää tämä nosto pölyn-poiston ohella. Jos ilmanpaine kuitenkin säädetään siten, että vain saavutetaan 5 hyvä pölynpoisto, voi tämä ilmanpaine olla liian pieni arkkien "kiinnittämiseksi". Siinä tapauksessa varmistusrullat 77 hoitavat toivotun aloillaan pitämisen.

j *, , * * i » * ·

Claims (13)

1. Menetelmä pölyhiukkasten (S) poistamiseksi suhteellisesti liikkuvalta, erityisesti stabiililta materiaalirainalta (1; 71), joka sisältää kosketusva- 5 päästi työskentelevän pölynpoistolaitteen, tunnettu siitä, että maadoitettu, kohti materiaalirainaa (1; 71) käännetty pölynpoistolaitteeseen kuuluva tulopu-hallusyksikön (3a, 3b; 53) potentiaalipinta (6, 33; 54a, 54b) on etäisyydellä (d; d/53) materiaalipinnasta (1; 71), jolloin nopeus ja paine (p) tulopuhallusyksiköstä (3a, 3b; 53) ulospurkautuvan kaasuvirtauksen (G) kulloinkin puhdistettavan ma-10 teriaalirainapinnan ja potentiaalipinnan (6, 33; 54a, 54b) välillä säädetään siten, että Paschenin lain mukainen paineen (p) ja etäisyyden (d; d/53) tuloon liittyvä kriittinen jännite (U/krit) on alle pölyhiukkasten (S) sähköstaattisen jännitteen (E) materiaalirainapinnalla (1; 71), jotta pölyhiukkasten neutralisointi tapahtuisi ja aikaansaataisiin pölyhiukkasten pitovoimia (E/W) voittava vaikutus materiaalipin-15 nan pölyhiukkasiin, jotta pölyhiukkaset (S) ilman sähköenergiaa vaativaa io-nisointiyksikköä, vain kaasuvirtauksen (G) toimesta, irtoaisivat ja vähintään yhden imuyksikön (7a, 7b; 65) toimesta imettäisiin pois.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n n e 11 u siitä, että kaasuvirtaus, erityisesti ilmavirtaus (G), puhalletaan materiaalirainan pin- 20 taan (1; 71) kulmassa (α, δ), joka on 20 - 100°, edullisesti 30 - 55°, ja imetään pois vähintään yhden imuyksikön (7a, 7b; 65) toimesta, joka on kytketty kaasu-virtaussuuntaa vastaan eli materiaalin kuljetussuuntaan (11; 70). ,,J·*

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että kaasuvirtauksen (G) materiaalirainan pinnasta nostamat pölyhiukkaset (S) 25 imetään vasten kaasuvirtaussuuntaa (25), kulmassa (σ; φ) 20- 70°, edullisesti alle 45°, kallellaan olevan ensimmäisen imuaukon (27; 65) avulla sekä edullises-ti toisen, lähes pystysuoraan materiaalirainapintaan (1) olevan lisäimuaukon (29) I · Φ avulla.

4. Pölynpoistolaite patenttivaatimuksien 1 - 3 mukaisen menetelmän 30 toteuttamiseksi, jossa on syöttöyksikköön (13; 57) liitetty tulopuhallusyksikkö (3a, 3b; 53) sekä imuyksikkö (7a, 7b; 65), tunnettu siitä, että tulopuhal-lusyksikön (3a, 3b; 53) suutinpoikkileikkaus (15; 59) syöttöyksiköstä (13; 57) läh- :··; tien koko ajan suippenee, joka kavennuksen (17; 55) jälkeen laajenee poikki leikkaukseksi (19; 61), että tulopuhallusyksikössä (3a, 3b; 53) on maadoitettu, : ·* 35 sähköisesti johtava pinta-alue (6, 33; 54a, 54b), joka kohdistuu pölyhiukkasia (S) ‘ * kantavan materiaalirainan alueeseen (1; 71), jolloin syöttöyksikön (13; 57) kaa- 13 109097 supaine ja maadoitetun pinta-alueen (6, 33; 54a, 54b) etäisyys (d; d/53) jatkuvasti puhdistettavasta materiaalirainapinnan alueesta (1; 71) on säädettävissä siten, että pölyhiukkaset (S), ilman sähköistä energialähdettä vaativaa ionisoin-tiyksikköä, irtoavat ionisoituessaan kaasuvirtauksessa ja voidaan imeä pois imu-5 yksikön (7a, 7b; 65) avulla.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että syöt-töyksikön (13; 57) kaasunpaine, etäisyys (d; d/53) maadoitetusta potentiaalipin-nasta (6, 33; 54a, 54b) puhdistettavan materiaalirainapinnan alueesta (1; 71) sekä suutinpoikkileikkauksen (15, 17, 19; 59, 56, 55, 61) muotoja asento pölys- 10 tä puhdistettavaan alueeseen on säädetty siten, että Paschenin lain mukainen kriittinen jännite (U/krit), joka johtuu etäisyyden (d, d/53) ja syöttöyksikön (13; 57) tulopuhallusyksikön (3a, 3b; 53) avulla maadoitetun pinta-alueen (6, 33; 54a, 54b) ja puhdistettavan, jatkuvasti ohiliikkuvan materiaalirainapinnan alueen (1; 71) välillä aikaansaadun toisen kaasupaineen (p) välisestä tulosta, on alle sen 15 sähköstaattisen jännitteen (E), joka pitää pölyhiukkaset alueella.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutinaukko on tehty siten, että sen ulosvirtaava kaasuvirtaus virtaa materiaali-rainalle (1; 71) sen kuljetussuunnan (11; 70) vastaisesti.

7. Patenttivaatimuksien 4-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että 20 tulopuhallusyksikön (3a, 3b; 53) suutinkanavan (21; 55) akseli on tasossa, joka on kulmassa (α, 5), joka on 20 - 100°, edullisesti 30 - 55°, materiaalirainaan (1; ’'! 71) tai sen tangenttiin (68).

;;; 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että tulo- ‘ puhallusyksikön (3a, 3b; 53) suuttimen seinistä vähintään yksi muodostaa epä- ·. = .·* 25 symmetrisesti sen akseliin olevan seinäalueen, erityisesti aukon (20; 60) alueel- •* ’·· la, jolloin tulopuhallusyksikön (3a, 3b; 53) yksi suutinvaippaviiva muodostaa suo- ran (21; 55), joka sijaitsee materiaalirainaan (1; 71) kulmassa (α, 5), joka on 20 -100°, edullisesti 30 - 55°, olevassa tasossa.

.; · · | 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että suo- ,···. 30 ra suutinkanavan vaippaviiva (21; 55) päättyy terävään reunaan (22; 63) suutti- [•’t men poistoaukossa (20; 60), joka synnyttää tästä materiaalirainapintaan päin ulottuvan virtauksen pyörteisyysalueen.

10. Jonkun patenttivaatimuksien 4- 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että imuyksikön (27; 65) imusuulake (35) suippenee suppilonmuotoisesti 35 imuaukosta (31a) alkaen, jolloin yksi suutinvaippaviivoista muodostaa ensim- • » 14 109097 maisen suoran (36a), joka kulkee tasossa, joka on kulmassa (β, ψ) materiaalirai-naan (1; 71), suuruudeltaan 15 - 50°, erityisesti 33 - 39°.

11. Jonkun patenttivaatimuksien 4-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että tulopuhallusyksikkö (3a, 3b; 53) on muodostettu vähintään kahdesta 5 osakappaleesta (3', 3"; 54a, 54b) ja että erotusviiva (47) kulkee suutinkanavan vaippaviivan suoran (21; 55) kautta.

12. Jonkun patenttivaatimuksien 4-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että se on lohkoittain jaettu pääasiassa yhdensuuntaisesti materiaalirainan (1; 71) suhteelliseen liikesuuntaan (11; 70), jotta laitteen leveys rakenteellisesti 10 olisi helposti sovitettavissa materiaalirainan (1; 71) leveyteen.

12 109097

13. Jonkun patenttivaatimuksien 4-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on ensimmäinen ja toinen, materiaalirainan (1) suhteellisen liikesuunnan (11) suuntaisesti ja toisistaan erillään oleva tulopuhallusyksikkö (3a), jotka sijaitsevat imuyksikön (7a) molemmin puolin, jolloin ensimmäisen ja toisen 1. tulopuhallusyksikön tulopuhallussuuttimen kanavan akselit suuntautuvat toisiaan päin. 15 109097