FI111055B - Rullaseula, laitteisto hakkeen seulomiseksi ja menetelmä rullaseulassa - Google Patents

Description

111055

Rullaseula, laitteisto hakkeen seulomiseksi ja menetelmä rullaseulassa -Rullsikt, anordning för siktning av flis och förfarande i en rullsikt f

Keksintö koskee jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten johdanto- * 5 osien mukaista paperi- ja selluteollisuudessa käytettävän puuhakkeen seulomista eli kahden tai useamman hienomman ja karkeamman materiaalijakeen erottamista toisistaan.

Mekaanisen tai kemiallisen massan raaka-aineena käytettävästä puuhakkeesta on 10 tarkoituksenmukaista erottaa tiettyä palakokoa pienemmät palaset. Hyväksyttävä minimipalakoko riippuu mm. massanvalmistusprosessista, prosessilaitteiden mekaanisesta rakenteesta ja puun ominaisuuksista.

Tyypillisesti hakkeesta halutaan erottaa ns. purujae, jolla yleisesti käsitetään 3 15 mm:n pyöreästä reiästä mahtuvia palasia, sekä ns. tikkujae, jolla yleisesti käsitetään 7 mm:n pyöreästä reiästä mahtuvia palasia. Purujae ja tikkujae on määritelty paperi-ja selluteollisuudessa yleisesti käytettävässä SCAN-CM 40:94 -standardissa. Puruja tikkujae voivat mm. pienentää massan lujuutta, lisätä keittokemikaalien kulutusta ja aiheuttaa virtausongelmia prosessissa.

20 • < Käytännössä purujakeen palaset ovat yleensä muodoltaan pallomaisia tai kuutiomaisia, kun taas tikkujakeen palaset ovat yleensä muodoltaan pitkänomaisia, ohuita tikkuja. Erottelulaitteiston on siis pystyttävä erottelemaan hyväksytyn jakeen joukosta ainakin kahden muotoisia palasia. Toisaalta on tärkeää, että hakkeesta . 25 erotetaan vain juuri sen suuruiset palaset, jotka ovat ko. tapauksessa epätoivottuja, * jolloin mahdollisimman suuri osa arvokkaasta kuituraaka-aineesta saadaan hyödynnettyä.

«

Tunnettuja laitteita epätoivotun hienoaineksen erottamiseksi puuhakkeesta ovat 30 täryseulat, kiekkoseulat ja rullaseulat.

111055 2 Täryseula koostuu kaltevasta, revitetystä seulatasosta, joka saatetaan värähtelemään suurella nopeudella siten, että sen liikerata on oskilloiva tai pyörivä, jolloin hienompi materiaaliaines putoaa seulatason reikien läpi. Eräs tunnettu täryseularakenne on esitetty suomalaisessa hyödyllisyysmallissa U930458. 5 Täryseulojen heikkoutena on heikko erotustarkkuus, ts. jos seulatason reikäkoko on niin suuri, että puru- ja erityisesti tikkujae saadaan tehokkaasti erotettua, putoaa niiden läpi myös merkittävä määrä prosessin kannalta palakooltaan sopivaa haketta. Tikkujakeeseen kuuluvilla palasilla on lisäksi taipumus juuttua pystyyn seulatason reikiin ja tukkia ne.

10

Kiekkoseula koostuu peräkkäisistä, pyörivistä akseleista, joihin on kiinnitetty ohuita kiekkoja tasavälein siten, että peräkkäisten akseleiden kiekot lomittuvat. Kiekkojen välissä on halutun palakoon mukaan valittu rako, josta hienompi materiaaliaines putoaa seulan läpi. Tunnettuja kiekkoseularakenteita on kuvattu esim. FI-15 patenttihakemuksessa 780685 sekä US-patenttijulkaisuissa 4871073 ja 4901864. Kiekkoseulojen heikkoutena on kiekkojen voimakas kuluminen ja suuri tehontarve, jotka johtuvat seulottavan materiaalin ja kiekkojen välisestä laajasta kosketuspinnasta.

20 Rullaseulassa kiekkoakselit on korvattu pyörivillä rullilla. Rullien välissä on tällöin : jonkinlaisia rakoja, joista hienompi aines putoaa seulan läpi karkeamman aineksen kulkeutuessa rullien päällä seulan loppupäähän.

FI-patenttijulkaisussa 89082 on esitetty rullaseularakenne, jossa rullien pinnalla on 25 pyramidin muotoisia ulkonemia, jotka muodostuvat toisiaan leikkaavista, rullien ympäri spiraalimaisesti kiertävistä V-urista. Rullien halkaisija on tyypillisesti 50-60 mm ja ne on sijoitettu siten, että vierekkäisten rullien pyramidimaisten ulokkeiden kärjet ovat rullan pituussuunnassa kohdakkain ja kärkien välinen etäisyys on enintään sama kuin eroteltavan hienojakeen palakoko. Tämäntyyppisen rullaseulan • - 30 heikkoutena on rullan pintamuodosta johtuva verrattain heikko hakkeen 3 111055 kuljetuskyky ja sen myötä alhainen käsittelykapasiteetti sekä pienestä rullahalkaisijasta johtuen rullien pinnalla kulkevan hakepatjan vähäinen eläminen, * jolloin hake ei sekoitu tehokkaasti ja hienoaineksen erottelu vaikeutuu.

5 FI-patenttijulkaisussa 88118 on esitetty rullaseularakenne, jossa rullien pinnalla on radiaalisuuntaisia ja oleellisesti aksiaalisuuntaisia uria, jotka muodostavat rullien pintaan hampaita. Kunkin rullan hampaat lomittuvat viereisen rullan radiaalisuuntaisten urien kanssa, jolloin ne muodostavat rullien pyöriessä hetkellisesti sulkeutuvia lokeroita, joissa hienoaines kulkeutuu seulan läpi. Tämä 10 rullaseulatyyppi soveltuu purujakeen erottamiseen hakkeesta, mutta pitkänomaisia palasia sisältävän tikkujakeen erottelu ei onnistu, koska kyseisen malliset palaset eivät useinkaan pituudestaan johtuen sovi lokeroihin. Lisäksi vastakkaisiin suuntiin liikkuvien, limittyvien hampaiden väliin muodostuu leikkauspintoja, joissa murskautuu osa käyttökelpoisesta hakkeesta.

15

Edellä kuvatusta johtuen tekniikan tason erotuslaitteissa on yleensä jouduttu tyytymään kompromisseihin puru- ja tikkujakeen erotuksen kannalta.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada sellainen rullaseula, jolla 20 minimoidaan edellä mainitut tunnetussa tekniikan tasossa ilmenevät ongelmat.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on erityisesti aikaansaada rullaseula, joka pystyy erottamaan hakkeesta samanaikaisesti ja hyvällä tehokkuudella sekä puru-että tikkujakeen.

..... 25 . Edellä olevat haitat saadaan poistettua tai niitä vähennetään ja edellä määritellyt tavoitteet saavutetaan keksinnön mukaisilla rullaseulalla, menetelmällä rullaseulassa ja laitteistolla, joille on tunnusomaista se, mitä on määritelty jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa.

30 111055 4

Eräitä keksinnönmukaisia edullisia suoritusesimerkkejä kuvataan jäljempänä esitetyissä epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Tyypillisen keksinnön mukaisen rullaseulan rullien pinnassa on radiaalisuuntaisia ja 5 oleellisesti aksiaalisuuntaisia uria, jotka muodostavat rullien pintaan ulkonemia ja oleellisesti aksiaalisuuntaiset urat ovat syvempiä kuin radiaalisuuntaiset urat, jolloin radiaalisuuntaisten urien pohjalle muodostuu poikittaisia syvennyksiä. Tyypillisesti yhdensuuntaisten pyörimis akseleiden ympäri pyörivät rullat pyörivät samaan suuntaan, jolloin rullien liike kuljettaa lajiteltavaa hakepatjaa rullien päällä.

10

Keksinnön mukainen tyypillinen rullaseula soveltuu sekä purujakeen että tikkujakeen samanaikaiseen erottamiseen puuhakkeesta. Purujae, eli kuutiomaiset tai pallomaiset palaset, joiden halkaisija on korkeintaan 3 mm, putoaa seulan läpi pääasiassa rullan pinnan ja viereisen rullan radiaaliurien pohjan väliin 15 muodostuvista, edullisesti olennaisen suorakulmaisista aukoista. Radiaaliurien pohjalla olevat poikittaiset syvennykset parantavat rullien kuljetuskykyä pienten palasten osalta. Tikkujakeeseen kuuluvat pitkänomaiset palaset asettuvat rullan pintamuodon ansiosta pääasiassa aksiaalisuuntaisten urien pohjalle kulkeutuen seulan läpi. Keksinnön mukaisten rullien keksinnöllinen muoto edistää rullien 20 pinnalla kulkevan hakepatjan elämistä sopivasti, jotta hake sekoittuu tehokkaasti ja • · hienoaineksen erottelu onnistuu.

Radiaalisuuntaisten urien sivut ovat edullisesti kohtisuorassa rullan akseliin nähden. Tällaiset urat on helppo valmistaa ja ne muodostavat purujakeen erottamiselle juuri 25 sopivia välejä.

• ♦ *

Rullat on edullisesti sijoitettu siten, että rullan radiaalisuuntaiset ulkonemat rullan pinnassa ovat viereisen rullan radiaalisuuntaisen uran kohdalla. Purujae putoaa tällöin seulan läpi pääasiassa rullan ulkonemien ja viereisen rullan radiaaliurien 30 pohjan väliin muodostuvista, edullisesti olennaisen suorakulmaisista aukoista.

111055 5

Keksinnön erityisen edulliselle sovellusmuodolle on tyypillistä se, että kahden peräkkäisen rullan suurimpien pyörintähalkaisijoiden summa on pienempi kuin kaksi kertaa rullien akseliväli. Toisin sanoen rullien välillä on materiaalin •s 5 kulkusuunnassa pieni rako. Koska tällaisten rullien ulkonemat eivät limity viereisen rullan urien kanssa, ei seulaan muodostu leikkauspintoja eikä epätoivottua käyttökelpoisen hakkeen murskautumista näin ollen tapahdu. Keksinnön eräässä edullisessa toteutusmuodossa rullien halkaisija on 100-130 mm ja rullien välissä oleva rako 0,5-1,5 mm.

10

Keksinnön eräälle edulliselle sovellusmuodolle on tyypillistä se, että aksiaalisuuntaiset urat ovat muodoltaan rullan pintaa kohti aukeavan V:n muotoisia. Uran muodon eli päästökulman ansiosta rullien väliin joutuvia palasia ei runnota väkisin seulan läpi, vaan ne pääsevät nousemaan sieltä ylös jälkimmäisen rullan 15 ylöspäin nousevien hampaiden nostamina. Mainitun V:n aukeamiskulma on edullisesti 50-90 astetta ja erittäin edullisesti 60-70 astetta.

Tarvittaessa keksinnön mukaista rullaseulaa voidaan käyttää yhdessä toisen tai useamman seulomislaitteen kanssa. Tyypillisessä keksinnön mukaisessa laitteistossa 20 hakkeen seulomiseksi on keksinnön mukaiseen rullaseulaan yhdistetty paksuusseula ja/tai tasoseula, jolla erotellaan hakevirrasta ylisuuret ja/tai ylipaksut hakepalaset. Paksuusseulalla tarkoitetaan seulaa, joka erottelee hakepalaset olennaisesti paksuuden perusteella. Paksuusseula voi mekaaniselta rakenteeltaan olla esimerkiksi kiekkoseula. Tasoseulalla tarkoitetaan täryseulaa, jossa on tyypillisesti 2-4 seulontatasoa eli 25 reikälevyä päällekkäin. Tasoseulan erottelu perustuu paksuusseulasta poiketen olennaisesti hakepalasen suurimpaan halkaisijamittaan.

Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin oheisiin kaaviomaisiin piirroksiin viittaamalla, joissa - 30 Kuvio 1 esittää edullista keksinnön mukaista seulaa sivulta kuvattuna, 111055 6

Kuvio 2 esittää kuvion 1 seulaa poistopäästä kuvattuna,

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisia rullia päältäpäin kuvattuna ja osittain leikattuna, Kuvio 4 esittää kuvion 3 rullaparia sivulta kuvattuna,

Kuvio 5 esittää yhtä kuvion 3 rullaa sivulta kuvattuna, ja 5 Kuvio 6 esittää osasuurennosta kuviosta 3.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetään sivu- ja päätykuvannot edullisesta keksinnön mukaisesta rullaseulasta 1. Erotettavaksi tuleva puuhake syötetään rullaseulalle 1 sen syöttöpään 2 luiskaa 3 myöten. Erotettavaksi tuleva puuhake sisältää yleensä monen 10 kokoisia kappaleita, esimerkiksi hyväksyttävän jakeen sekä keksinnön mukaisella laitteella 1 siitä erotettavaksi tarkoitetut tikku- ja purujakeen. Rullaseula 1 käsittää useita rullia 4, jotka pyörivät samaan suuntaan siten, että eroteltava hake kulkee rullien päällä kohti seulan poistopäätä 5. Rullien 4 pyörimissuuntaa kuvataan kuvioissa nuolilla. Syöttöpään ja poistopään välisellä matkalla hakkeesta pyritään 15 poistamaan ei-toivotut tikku- ja purujae ohjaamalla ne rullien 4 väleistä rullien alapuoliseen tilaan 7, jonne on järjestetty erotetun materiaalin siirtämiseksi jatkokäsittelyyn esimerkiksi hihnakuljetin, jota ei esitetä kuvassa. Kuviossa 2 näkyvän laitteen viimeisen rullan 4 päältä hyväksytty jae ohjataan myös jatkokäsittelyyn, esimerkiksi hihnakuljettimella, jota ei esitetä kuvassa.

20 • Rullille 4 on järjestetty hihnaveto. Kuviossa 1 näkyy sähkömoottori 8, jolla liikutetaan vetohihnaa 9, joka on yhteydessä ensimmäisen rullan hihnapyörään 10. Kahden vierekkäisen rullan 4 hihnapyörät 10 on vetohihnojen 9 välityksellä yhdistetty aina toisiinsa siten, että joka toinen hihnaveto on aina edellistä ..... 25 vastakkaisella puolella rullaseulaa 1.

Kuviossa 2 näkyy lisäksi rullaseulan 1 alla rullan 4 suuntaisena kulkeva tukipalkki 11. Rullaseulan 1 päälle on järjestetty rullat 4 ainakin pääosin peittävä katto 12. Laitteen 1 sivut on myös peitetty seinillä 13, joten erotuksen irrottama « • 4 4 « 111055 7 pöly ei pääse helposti ympäristöön. Katto 12 ja seinät 13 myös estävät ei-toivottujen aineiden pääsyn hakkeen joukkoon.

Kuvion 2 rulla 4 on esitetty piirustuksen selkeyden vuoksi kaaviomaisesti pääosin 5 leikattuna siten, että siinä näyttäisi pääosin olevan vain radiaalisuuntaisia uria 14. Tosiasiassa keksinnön mukaisessa rullassa 4 on radiaalisten urien 14 lisäksi niitä hieman syvempiä aksiaalisuuntaisia uria 15, jotka erottuvat rullan 4 vasemmassa reunassa näkyvässä leikkaamattomassa alueessa 16. Paremmin rullien 4 keksinnöllinen uritus näkyy kuvioissa 3,4, 5 ja 6.

10

Kuviossa 3 esitetään päältä kuvattuna kaksi rullaseulan 1 vierekkäistä rullaa 4. Jälleen vain leikkaamattomalla alueella 16 näkyvät sekä radiaalisuuntaiset urat 14 että aksiaalisuuntaiset urat 15. Kuviosta 3 ja varsinkin sen osittaisesta suurennoksesta, eli kuviosta 6 nähdään miten yhden rullan 4 radiaalisuuntainen 15 ura 14 on järjestetty viereisen rullan radiaalisuuntaisten urien 14 väliin muodostuvan radiaalisuuntaisen kohouman 17 kohdalle. Vierekkäiset rullat 4 on järjestetty sellaisen etäisyyden päähän toisistaan, että kohoumat 17 eivät mene lomittain. Kuten kuviosta 6 ja varsinkin kuviosta 4 näkyy, rullien ulommaisten kohtien väliin on jopa jätetty pieni väli 18.

20

Kuviossa 5 on esitetty säteen suuntainen poikkileikkaus rullasta 4. Kuviossa erottuvat selkeästi aksiaalisuuntaiset urat 15, jonka reunat 19 on muodostettu aukeamaan n. 60 asteen kulmassa toisiinsa nähden kohti rullan ulkopintaa. Aksiaalisuuntaisella uralla 15 on pohja 20. Aksiaalisuuntaisten urien 15 väliin 25 jäävät niiden suuntaiset kohoumat 17. Kuviossa 5 erottuu myös rullan

• · I

* radiaalisuuntaisen uran 14 pohja 21. Nähdään selvästi, kuinka aksiaalisuuntainen ura 15 on radiaalisuuntaista uraa 14 hieman syvempi. Radiaalisuuntaisten urien 14 reunat 22 (katso kuva 6) ovat tyypillisesti suorassa kulmassa uran pohjaan 21 nähden. Eräässä keksinnön edullisessa sovellusmuodossa rullassa 4 * ' 30 aksiaalisuuntaisen uran 15 syvyys a on noin 4 mm ja radiaalisuuntaisen uran 14 111055 8 syvyys b noin 3mm. Tällöin molempien urien leveys rullan ulkopinnalla on vastaavasti 5-6 mm. Rullan 4 halkaisija d on tyypillisesti 120-130 mm ja rullien väliin järjestetty etäisyys 18 noin 1 mm. Näin ollen kahden vierekkäisen rullan 4 akseliväli e (katso kuvio 3) on aavistuksen suurempi kuin rullien halkaisija d.

5 Tyypillinen keksinnön mukainen rullaseula 1 on leveydeltään esimerkiksi 1,5-2 metriä ja pituudeltaan 2,5-3,5 metriä.

Keksinnön mukaisella rullaseulalla 1 tikku- ja purujakeet erotetaan hyväksyttävästä hakkeesta seuraavasti. Haketta syötetään seulan 1 syöttöpäähän 2, samaan suuntaan 10 pyörivien rullien 4 päälle. Purujae, eli kuutiomaiset tai pallomaiset palaset, joiden halkaisija on korkeintaan 3 mm, putoaa seulan läpi pääasiassa radiaalisuuntaisen kohouman 17 ulkopinnan ja viereisen rullan radiaaliuran 14 pohjan 21 väliin muodostuvista, edullisesti olennaisen suorakulmaisista aukoista. Radiaaliurien pohjalla olevat poikittaiset eli aksiaalisuuntaiset syvennykset 15 parantavat rullien 15 kuljetuskykyä pienten palasten osalta. Tikkujakeeseen kuuluvat pitkänomaiset palaset asettuvat rullan pintamuodon ansiosta pääasiassa mainittujen aksiaalisuuntaisten urien 15 pohjalle 20 kulkeutuen siellä seulan 1 läpi. Hyväksytty jae hakkeesta ei mahdu edellä mainittuihin syvennyksiin ja aukkoihin, joten se jatkaa matkaansa rullien 4 päällä kohti seulan 1 poistopäätä 5.

20 »’ Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu pelkästään edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan keksintö voi vaihdella jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten rajoissa. Rullaseulan ja sen rullien koko ja muoto voivat vaihdella aina tarpeen mukaan. Rullia voi esimerkiksi olla lukumääräisesti 25 vähemmän tai enemmän kuin kuvioiden esimerkeissä ja ne voivat olla muodoltaan vaikkapa hieman kartiomaisia. Rullat voivat olla myös keskenään eri kokoisia.

• ·

Claims (10)

111055

1. Rullaseula (1) puuhakkeen kahden tai useamman hienomman ja karkeamman materiaalijakeen erottamiseen toisistaan, erityisesti puru- ja tikkujakeen 5 erottamiseen palakooltaan käyttökelpoisesta hakkeesta, joka rullaseula (1) käsittää - kaksi tai useampia peräkkäisiä, yhdensuuntaisten pyörimisakseleiden ympäri pyöriväksi järjestettyjä rullia (4), - käyttölaitteiston (8, 9,10) mainittujen rullien (4) pyörittämiseksi, - välineet (3) seulottavan puuhakkeen syöttämiseksi seulan syöttöpäähän (2), 10 ja - välineet seulotun puuhakkeen poistamiseksi seulalta (1), jolloin yhden tai useamman mainitun rullan (4) pinnassa on oleellisesti radiaalisuuntaisia (14) ja oleellisesti aksiaalisuuntaisia (15) uria, jotka muodostavat rullien pintaan ulkonemia (17), 15 tunnettu siitä, että oleellisesti aksiaalisuuntaiset urat (15) ovat syvempiä kuin oleellisesti radiaalisuuntaiset urat (14).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rullaseula, tunnettu siitä, että yhdensuuntaisten pyörimisakseleiden ympäri pyörivät rullat (4) pyörivät samaan suuntaan. 20 ‘ * 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rullaseula, tunnettu siitä, että rullan (4) radiaalisuuntaiset ulkonemat (17) ovat viereisen rullan (4) radiaalisuuntaisen uran (14) kohdalla.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rullaseula, tunnettu siitä, että radiaalisuuntaisten urien (14) sivut (22) ovat kohtisuorassa rullan (4) pituusakseliin nähden.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rullaseula, tunnettu siitä, että 30 aksiaalisuuntaiset urat (15) ovat muodoltaan rullan (4) pintaa kohti aukeavan V:n 111055 muotoisia, jonka V:n aukeamiskulma on edullisesti 50-90 astetta, edullisimmin 60-70 astetta.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rullaseula, tunnettu siitä, että 5 jonkin, edullisesti jokaisen, kahden peräkkäisen rullan (4) suurimpien pyörintä- halkaisijoiden (d) summa on pienempi kuin kaksi kertaa samojen rullien akseliväli (e).

7. Hakerullaseulan rulla (4), jonka pinnassa on oleellisesti radiaalisuuntaisia (14) ja 10 oleellisesti aksiaalisuuntaisia(15) uria, jotka muodostavat rullien (4) pintaan ulkonemia (17), tunnettu siitä, että oleellisesti aksiaalisuuntaiset urat (15) ovat syvempiä kuin oleellisesti radiaalisuuntaiset urat (14).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen rulla, tunnettu siitä, että rullan (4) 15 radiaalisuuntaiset ulkonemat (17) ovat viereisen rullan (4) radiaalisuuntaisen uran (14) kohdalla.

9. Laitteisto hakkeen seulomiseksi, joka käsittää jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen rullaseulan(l) ja lisäksi siihen yhdistetyn paksuusseulan ja/tai 20 tasoseulan.

10. Menetelmä puru- ja tikkujakeen erottamiseksi hyväksytystä puuhakkeesta kaksi tai useampia rullia (4) käsittävässä rullaseulassa (1), joka menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: 25. syötetään lajiteltavaa puuhaketta rullaseulan (1) syöttöpäässä (2) rullien (4) ’ ‘ päälle, - pyöritetään rullaseulan rullia (4) samaan suuntaan, - puru- ja tikkujaetta johdetaan vierekkäisten rullien (4) pinnan ulkonemien (17) ja syvennysten (14,15) välistä rullien alapuolelle (7), . * 111055 - hyväksyttyä puuhaketta johdetaan rullien (4) päällä rullaseulan (1) poistopäähän (5), tunnettu siitä, että purujae johdetaan rullaseulan (1) läpi pääasiassa rullan (4) radiaalisuuntaisten ulkonemien (17) ja viereisen rullan radiaalisuuntaisten urien (14) % 5 pohjan (21) väliin muodostuvista aukoista, ja tikkujae johdetaan rullaseulan (1) läpi pääasiassa rullan (4) aksiaalisuuntaisten urien (15) pohjalla (20). » 111055