FI119554B - Flotaatiokennon injektorin diffuusori - Google Patents

Description

119554

Flotaatiokennon injektorin diffuusori

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on flotaatiokennon injektorin diffuusori kui-tususpensiovirtauksen syöttämiseksi flotaatiokennoon, jossa diffuusorissa on 5 diffuusorielementti, joka käsittää ainakin yhden ensimmäisen pinnan, ainakin yhden toisen pinnan ja ainakin yhden ensimmäisen pinnan ja toisen pinnan välisen, diffUusoriin syötettävän kuitususpensiovirtauksen virtaussuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa olevan raon, josta raosta kuitususpensiovir-taus on sovitettu syötettäväksi ulos diffuusorista.

10 Edelleen keksinnön kohteena on flotaatiokennon injektori, joka in- jektori käsittää syöttöputken kuitususpensiovirtauksen syöttämiseksi injektoriin, ainakin yhden ilmansyöttöyhteen kuitususpensiovirtaukseen sekoitettavan ilman syöttämiseksi injektoriin, sekoitusputken injektoriin syötetyn kuitususpensiovirtauksen ja ilman sekoittamiseksi toisiinsa sekä diffuusorin kuitususpensi- 15 on ja ilman seoksen virtauksen syöttämiseksi ulos injektorista.

Edelleen keksinnön kohteena on menetelmä kuitususpension syöttämiseksi flotaatiokennoon, joka flotaatiokenno käsittää injektorin, johon kuuluu syöttöputki kuitususpensiovirtauksen syöttämiseksi injektoriin, ainakin yksi il-mansyöttöyhde kuitususpensiovirtaukseen sekoitettavan ilman syöttämiseksi 20 injektoriin, sekoitusputki kuitususpensiovirtauksen ja ilman sekoittamiseksi toi-siinsa sekä diffuusori kuitususpension ja ilman seoksen syöttämiseksi flotaa-: tiokennon allastilaan, ja missä menetelmässä syötetään kuitususpensiovirtaus • · V · • injektoriin, syötetään ilmaa injektoriin, sekoitetaan ilmaa kuitususpensiovirtauk- • · · · : .·. seen ja syötetään kuitususpension ja ilman seoksen virtaus flotaatiokennon :*V 25 allastilaan.

• » »

Flotaatiokennoja eli vaahdotussäiliöitä käytetään painovärien ja **··* mahdollisten epäpuhtauksien poistamiseksi hajotetusta ja lajitellusta kierrätys- paperista valmistetusta kuitususpensiosta, mistä toimenpiteestä käytetään *·*.·’ myös nimitystä siistaus. Siistauksella pyritään mahdollisimman valkoisen ja ··· * 30 puhtaan uusiokuitumassan tuottamiseen. Flotaatiokennoja käytetään vaahdo- tussiistauksessa, jolloin vaahdotus tehdään kennoissa siten, että laimeaan, .···. noin 1-prosenttiseen kuitususpensioon lisätään vaahdotuskemikaaliksi saippu- * · '·* aa tai muuta vaahtoutumista edistävää, pintajännitystä alentavaa kemikaalia.

: " Lisäksi kuitususpensioon sekoitetaan ilmaa. Painoväri ja epäpuhtaudet tarttu- • · « 35 vat ilmakupliin, jotka nousevat flotaatiokennon allastilassa kuitususpension 2 119554 pintaan, jolloin painoväri ja epäpuhtaudet voidaan poistaa ylijuoksuna tai kaapimalla.

US-julkaisussa 5465848 on esitetty eräs flotaatiokenno, johon kuuluu injektori kuitususpensiovirtauksen syöttämiseksi kennoon ja ilman sekoit-5 tamiseksi kennoon syötettävään kuitususpensiovirtaukseen. Julkaisun mukaisen flotaatiokennon injektorin alaosassa on injektoreiden yhteydessä hyvin tyypillisesti käytetty, poikkileikkaukseltaan pyöreä rakosuutin eli säteittäisdif-fuusori injektorissa ilmastetun massan syöttämiseksi kennossa jo olevan kui-tususpensiotilavuuden joukkoon.

10 Kuviossa 1 on kaavamaisesti esitetty poikkileikattuna US- julkaisussa 5465848 esitetyn tapainen rakosuutin eli diffuusori, jossa on kahden pinnan rajoittama, diffuusoriin syötettävän kuitususpensiovirtauksen vir-taussuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa oleva rako, joka tyypillisesti mitoitetaan siten, että raosta ulos purkautuva ilmastettu kuitususpensiovirtaus 15 C omaa riittävän suuren virtausnopeuden ja turbulenssitason. Rakosuuttimen alaosan muodostava alalevy aiheuttaa siihen törmäävään kuitususpensiovirtaukseen hydraulisen iskun, joka myös omalta osaltaan lisää virtauksen turbu-lenssitasoa ja siten estää virtauksessa olevia ilmakuplia yhtymästä toisiinsa. Oikein mitoitettuna kyseinen rakosuutin aiheuttaa melko pienen painehäviön ja 20 tuottaa laadultaan homogeenisen massasuihkun, jonka ulosvirtausnopeudeksi on tyypillisesti mitoitettu 2-3 m/s. Suuren virtausnopeutensa vuoksi rakosuut- *·· timesta ulospurkautuva suihku tunkeutuu pitkälle ympäröivään flotaatiokennon allastilaan. Riittävän suuressa allastilassa tämä ei tuota virtauskentän hallin-taan liittyviä ongelmia, mutta pienessä allastilassa hallitun virtauskentän ai- • 25 kaansaaminen voi olla hyvin vaikeaa tai jopa mahdotonta, mistä seuraa flotaa- · · · : .·. tiokennosta saatavan puhdistetun massajakeen laadun heikkeneminen.

.···.* Pienet allastilavuudet vaativat siis hidasta suihkun virtausnopeutta • · hallitun virtauskentän aikaansaamiseksi. Lisäämällä kuviossa 2 kaavamaisesti . . esitetyllä tavalla rakosuuttimen raon korkeutta, saadaan virtausnopeus lasket- • ♦ · 30 tua helposti riittävän alas. Raon suurentaminen aiheuttaa kuitenkin helposti *···* virtauksen irtoamisen suuttimen ylälevystä, jolloin virtaukseen syntyy kuviossa 2 kaavamaisesti esitetyllä tavalla viitemerkinnällä B merkittyjä pyörteitä. Nämä pyörteet rikkovat homogeenisen virtauksen ja keräävät ilmaa muodostaen isoja • · · ilmakuplia. Isot ilmakuplat nousevat nopeasti flotaatiokennon säiliössä olevan • · 35 kuitususpension pintaan ja rikkovat siihen muodostuneen vaahtokerroksen.

• ♦ ♦ ♦ 3 119554

Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudentyyppinen diffuusori.

Keksinnön mukaiselle diffuusorille on tunnusomaista se, että dif-5 fuusoriin kuuluu ainakin kaksi difFuusorielementtiä, jotka on sovitettu dif-fuusoriin syötettävän kuitususpensiovirtauksen virtaussuunnassa toistensa suhteen peräkkäin ja jotka on sovitettu jakamaan diffuusoriin syötettävän kuitususpensiovirtauksen ainakin kahteen toisistaan erilliseen osavirtaukseen toisistaan erillisten osavirtauksien syöttämiseksi ulos diffuusorielementtien raois-10 ta.

Keksinnön mukaiselle injektorille on tunnusomaista se, että diffuusori on patenttivaatimuksen 1 mukainen diffuusori.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että jaetaan kuitususpension ja ilman seoksen virtaus diffuusorissa ainakin kahteen 15 toisistaan erilliseen osavirtaukseen ja syötetään mainitut toisistaan erilliset osavirtaukset ulos diffuusorista flotaatiokennon allastilaan.

Keksinnön olennaisen ajatuksen mukaan flotaatiokennon injek-torin diffuusorissa on ainakin kaksi diffuusorielementtiä, jotka on sovitettu diffuusoriin syötettävän kuitususpensiovirtauksen virtaussuunnassa toistensa 20 suhteen peräkkäin ja joista kukin diffuusorielementti käsittää ainakin yhden ensimmäisen pinnan, ainakin yhden toisen pinnan ja ainakin yhden ensimmäi- ’···’ sen pinnan ja toisen pinnan välisen, diffuusoriin syötettävän kuitususpensiovir- • * : tauksen virtaussuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa olevan raon, josta • · * raosta kuitususpensiovirtaus on sovitettu syötettäväksi ulos diffuusorista. Edel- 25 leen olennaisen ajatuksen mukaan diffuusorielementit on sovitettu jakamaan : diffuusoriin syötettävän kuitususpensiovirtauksen ainakin kahteen toisistaan ··· · ;·**. erilliseen osavirtaukseen toisistaan erillisten osavirtauksien syöttämiseksi ulos diffuusorielementtien raoista. Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaan diffuusorielementtiin kuuluu putki tai putkiosuus, joka on sovitettu ulot- • » · a*.!' 30 tumaan kuitususpensiovirtauksen virtaussuuntaan nähden olennaisesti vastak- '*:** kaiseen suuntaan ja joka on sovitettu jakamaan diffuusoriin syötettävän kui- • · • *·· tususpensiovirtauksen ainakin kahteen toisistaan erilliseen osavirtaukseen.

Keksinnön erään toisen sovellutusmuodon mukaan diffuusorielementin put- * · kiosuus on sovitettu kuitususpensiovirtauksen virtaussuunnassa edeltävän dif-35 fuusorielementin putkiosuuden sisäpuolelle. Keksinnön erään kolmannen so-*···* vellutusmuodon mukaan sisäkkäisten putkiosuuksien halkaisijat on mitoitettu 4 119554 siten, että sisäkkäisten putkiosuuksien seinämien rajoittamien virtauskanavien virtauspoikkipinta-alat ovat olennaisesti yhtäsuuret.

Esitetyn mukaisen diffuusorin etuna on, että sen avulla kuitusus-pensio voidaan syöttää allastilaan hitaalla nopeudella siten, että massasuihku 5 pysyy silti homogeenisena. Erityisen hyvin esitetty diffuusori sopii flotaatioken-noihin, joissa allastilavuus on pieni eikä kuitususpensiovirtauksen suuria ulos-virtausnopeuksia voida käyttää. Kun diffuusorielementin putkiosuus sijoitetaan kuitususpensiovirtauksen virtaussuunnassa edeltävän diffuusorielementin put-kiosuuden sisäpuolelle saadaan diffuusoriin syötettävä kuitususpensiovirtaus 10 jaettua tehokkaalla tavalla osavirtauksiin. Kun diffuusorin sisäkkäisten putkiosuuksien halkaisijat on mitoitettu siten, että sisäkkäisten putkiosuuksien seinämien rajoittamien virtauskanavien virtauspoikkipinta-alat ovat olennaisesti yhtäsuuret, voidaan kunkin diffuusorielementin rakoon ohjata yksinkertaisella tavalla yhtäsuuret määrät kuitususpensiota.

15 Kuvioiden lyhyt selostus

Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä tekniikan tason mukaista dif-fuusoria sivusta katsottuna ja poikkileikattuna, 20 kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä toista tekniikan tason mukaista ·'„]·' diffuusoria sivusta katsottuna ja poikkileikattuna, : kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä flotaatiokennoa sivusta katsot- IM · • :*· tuna ja poikkileikattuna, ! .·. kuvio 4 esittää kaavamaisesti erästä diffuusoria sivusta katsottuna, • · · ·”·* 25 kuviot 5 ja 6 esittävät kaavamaisesti kuvion 4 mukaista diffuusoria # · · sivusta katsottuna ja poikkileikattuna, • · *** kuvio 7 esittää kaavamaisesti erästä toista diffuusoria ja kuvio 8 esittää kaavamaisesti erästä kolmatta diffuusoria sivusta » I * V.· katsottuna ja poikkileikattuna.

30 Kuvioissa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty selvyyden ·*·„ vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla .*·*. viitenumeroilla.

• · • · ·

Keksinnön eräiden sovellutusmuotojen yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti sivusta katsottuna ja poikki-35 leikattuna eräs flotaatiokenno 1 painovärien ja mahdollisten epäpuhtauksien 5 119554 poistamiseksi kuitususpensiosta. Flotaatiokennoon 1 kuuluu injektori 2, jonka syöttöputken 3 kautta kuitususpensiovirtaus ja siihen lisätty vaahdotus-kemikaali kuten esimerkiksi saippua syötetään flotaatiokennoon 1. Kuvion 3 mukaiseen injektoriin 2 kuuluu edelleen ainakin yksi ilmansyöttöyhde 4 ja aina-5 kin yksi ilmansyöttökanava 5 kuitususpensiovirtauksen joukkoon sekoitettavan ilman syöttämiseksi injektorin 2 sisäpuolelle. Injektoriin 2 kuuluu edelleen se-koitusputki 6 ja sekoitusputken 6 yhteyteen voi kuulua, tyypillisesti sen sisäpuolelle sovitettu sekoituslaitteisto 7 kuitususpensiovirtauksen ja ilman sekoittamiseksi toisiinsa. Injektori 2 sijoitetaan flotaatiokennossa 1 olevan kuitusus-10 pension pinnan 8 suhteen siten, että ainakin injektorin 2 alaosan yhteyteen eli käytännössä sekoitusputken 6 jatkeeksi sovitettu diffuusori 9 jää kuitususpen-sion pinnan 8 alapuolelle. Diffuusori 9 on suutin, jonka avulla voidaan kääntää flotaatiokennoon syötettävän kuitususpensiovirtauksen virtaussuunta ja jonka avulla kuitususpensiovirtaus voidaan syöttää flotaatiokennon 1 allastilaan 10 15 halutulla nopeudella.

Flotaatiokennossa 1 painoväri ja muut epäpuhtaudet tarttuvat ilman ja vaahdotusaineen muodostamiin kupliin, jotka nousevat kuitususpension pintaan 8, josta painoväri ja muut epäpuhtaudet voidaan poistaa kuviossa 3 esittämättä jätetyllä kaapimella tai ylijuoksun avulla. Kuviossa 3 mainittu ylijuoksu 20 on muodostettu patolevyn 11 avulla, jolloin kuitususpension pintaan muodostunut vaahto ja siinä oleva painoväri ja muut epäpuhtaudet siirtyvät patolevyn * · · 11 ylitse rejektitilaan 12, josta ne edelleen siirretään rejektinpoistokanavan 13 :.· · kautta jatkokäsittelyyn. Kuvion 3 mukaisessa flotaatiokennossa on vielä kaa- : vamaisesti esitetty poistokanava 14 puhdistetun kuitususpension syöttämiseksi • ;*: 25 eteenpäin massanvalmistusprosessissa. Flotaatiokennon 1 perusrakenne ja «M · .* .*. toimintatapa on alan ammattimiehelle sinänsä selvää eikä sitä täten käsitellä .···, tässä yhteydessä sen tarkemmin.

Kuvio 4 esittää kaavamaisesti erästä diffuusoria 9 sivusta katsottuna >v ja injektorin 2 sekoitusputken 6 yhteyteen sovitettuna ja kuviot 5 ja 6 esittävät 30 kaavamaisesti kuvion 4 mukaista diffuusoria 9 poikkileikattuna. Kuvioiden 4-6 • · '·;·* mukainen diffuusori 9 käsittää neljä diffuusorielementtiä 15. Kussakin dif- fuusorielementissä 15 on ensimmäinen pinta 16 ja toinen pinta 17, joiden vä-Iissä on rako 18, joka on diffuusoriin 9 syötettävän kuitususpensiovirtauksen φ · · virtaussuuntaan A nähden poikittaisessa suunnassa. Diffuusoriin 9 syötettä-35 vän kuitususpensiovirtauksen virtaussuuntaan A nähden poikittaisella suunnat- • · *·*·' la tarkoitetaan suuntaa, joka ei ole yhdensuuntainen diffuusoriin 9 syötettävän 6 119554 kuitususpensiovirtauksen virtaussuunnan A kanssa. Diffuusorielementit 15 on järjestetty diffuusoriin 9 syötettävän kuitususpensiovirtauksen virtaussuunnas-sa A toistensa suhteen peräkkäin. Kuvioiden 4, 5 ja 6 mukainen diffuusoriele-mentti 15 muodostuu kahdesta etäisyyden päähän toisistaan sijoitetusta levy-5 elementistä 19 ja 19’, joissa on aukko 22 ja joiden väliin jää rako 18. Levyele-mentit 19 ja 19’ on tuettu toisiinsa levyelementtien 19 väliin sovitetuilla tukiele-menteillä 20. Kuhunkin diffuusorielementtiin 15 kuuluu edelleen ainakin yksi putki tai putkiosuus 21, joka suuntautuu diffuusoriin 9 syötettävän kuitususpensiovirtauksen virtaussuuntaan A nähden olennaisesti vastakkaiseen suuntaan 10 eli kuvioissa 4-6 ylöspäin. Putkiosuudet 21 on sovitettu toistensa suhteen sisäkkäin siten, että diffuusoriin 9 syötettävän kuitususpensiovirtauksen vir-taussuunnassa A viimeisimmän diffuusorielementin 15 eli kuviossa 5 alimmai-simman diffuusorielementin 15 putkiosuus 21 on kaikkein sisimmäisin putkiosuus ja sitä edeltävässä diffuusorielementissä 15 oleva putkiosuus on seu-15 raavaksi sisimmäisin kuviosta 5 selvästi esiinkäyvällä tavalla. Putkiosuudet 21 eli siis putkiosuuksien 21 seinämät jakavat diffuusoriin syötettävän kuitususpensiovirtauksen toisistaan erillisiin osavirtauksiin ja ohjaavat nämä osavirta-ukset diffuusorielementtien 15 rakoihin 18, joista raoista 18 nämä osavirtaukset syötetään ulos diffuusorista 9 toisistaan erillisinä virtauksina nuolien D esittä-20 mällä tavalla.

Putkiosuudet 21 jakavat siis diffuusorin 9 virtauspoikkipinta-alan #·· useisiin erillisiin, kuvioiden 4-6 esittämässä tapauksessa neljään pyörähdys- symmetriseen ja toistensa suhteen sisäkkäisiin, putkiosuuksien 21 seinäpinto- : jen rajoittamiin virtauskanaviin 23, joista ulommaisen virtauskanavan uloimman i ;*; 25 seinämän muodostaa injektorin sekoitusputki 6 tai sen jatke. Putkiosuuksien ··· · : 21 muodostaman pystysuoran osuuden jälkeen virtauskanavat 23 kääntyvät "··. diffuusorin säteen suunnassa ulospäin, diffuusorielementtien 15 ensimmäisten • · pintojen 16 ja toisten pintojen 17 rajoittamiin rakoihin 18, joiden poikkipinta-ala kasvaa koko ajan kohti diffuusorin ulkokehää mentäessä. Tämä jyrkkä kään-30 nös aiheuttaa kuitususpensiovirtaukseen hydraulisen iskun sekä pitää turbu- • ♦ *♦;·* lenssitason korkeana ja tasaisesti virtaussuunnassa kasvava virtauspoikkipin- :*·.. ta-ala ehkäisee haitallisten pyörteiden syntymistä. Tämän jälkeen kuitususpen- siovirtaus purkautuu ulos diffuusorista 9 päällekkäisistä rakojen 18 muodosta- ··· ..* mistä virtauskanavista 23 nuolien D osoittamalla tavalla.

• · \.j* 35 Esitetyn mukainen diffuusori mahdollistaa kuitususpension syöttä- • · ***** misen allastilaan hitaalla nopeudella pitäen massasuihkun silti homogeenise- 7 119554 na. Se soveltuu erityisen hyvin sellaisiin flotaatiokennoihin, joissa käytetty al-lastilavuus on pieni eikä suuria kuitususpensiovirtauksen ulosvirtausnopeuksia voida käyttää.

Diffuusoriin 15 syötettävä kuitususpensiovirtaus voi olla kuitusus-5 pension ja ilman seosta, mikäli kuitususpension syöttö flotaatiokennoon 1 tapahtuu kuviossa 3 esitetyllä tavalla. Diffuusoriin 15 syötettävä kuitususpen-siovirtaus voi olla myös pelkkää kuitususpensiota, mikäli kuitususpension ilmastukseen käytetään jotakin toista ratkaisua.

Kuvioissa 4-6 esitetty diffuUsori 9 on siis toteutettu siten, että siinä 10 on neljä diffuusorielementtiä 15, jolloin kuitususpension ulosvirtaus diffuusoris-ta 9 lähtee neljästä tasosta, mutta sovelluskohteesta riippuen diffuusorissa voi olla kaksi tai useampia diffuusorielementtejä 15.

Kuvioiden 4-6 mukaisessa ratkaisussa putkiosuudet 21 on mitoitettu pituussuunnassaan siten, että niiden yläpäät 24 eli diffuusoriin 9 syötettä-15 vän kuitususpensiovirtauksen virtaussuunnan A suhteen vastakkaiseen suuntaan olevat päät ovat olennaisesti samalla tasolla ja että ne ulottuvat osittain injektorin 2 pystysuoralle osuudelle, jossa kuitususpension virtausnopeus alaspäin on suuruusluokkaa 1 - 5 m/s. Kuitususpension virtaus diffuusorin 9 eri diffuusorielementteihin 15 johtaviin virtauskanaviin 23 on kuvioissa 4-6 20 siis muodostettu yhdestä tasosta. Kuitususpension virtaus diffuusorin 9 eri diffuusorielementteihin 15 johtaviin virtauskanaviin 23 voidaan kuitenkin muodos- · · taa myös eri tasoista esimerkiksi siten, että virtaus ylimmän diffuusorielementin :,· ί 15 rakoon 18 voidaan muodostaa diffuusoriin syötettävän kuitususpension vir- : taussuunnassa ensimmäisestä tai ylimmästä jakokohdasta ja toiseksi ylimpään • 25 kerrokseen toisesta tai toiseksi ylimmästä jakokohdasta tai niin, että virtaus ♦ ·· · : ylimmän diffuusorielementin 15 rakoon 18 voidaan muodostaa diffuusoriin syö- .··*[ tettävän kuitususpension virtaussuunnassa viimeisimmästä tai alimmasta jako- ·· * kohdasta ja toiseksi ylimpään kerrokseen toiseksi viimeisestä tai toiseksi alim-.. masta jakokohdasta.

*·];* 30 Kuvioiden 4-6 esittämässä diffuusorissa putkiosuuksien 21 seinä- *···' mien rajoittamilla virtauskanavilla 23 on kaikilla sama virtauspoikkipinta-ala.

Joissakin sovellutusmuodoissa putkiosuuksien 21 halkaisijat voidaan kuitenkin toteuttaa siten, että eri virtauskanavilla 23 on eri virtauspoikkipinta-ala, jolloin ..· eri tasoilla olevien diffuusorielementtien 15 raoista 18 ulos tulevien osavirtauk- • · 35 sien D virtausmäärä poikkeaa toisistaan. Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi • · • · »·« 8 119554 siten, että keskimmäisimpään virtauskanavaan 23 johdetaan se osavirtaus, jonka tilavuusvirta on suurin tai jonka tilavuusvirta on pienin.

Kuvioiden 4-6 esittämässä diffuusorissa 9 diffuusorielementtien 15 raot 18 on sovitettu laajenemaan kohti diffuusorin 9 ulkokehää siten, että osa 5 raoista 18 on suunnattu ylöspäin ja osa alaspäin syöttämään kuitususpen-siovirtausta. Raot 18 voidaan myös muodostaa siten, että rakojen 18 korkeus eli diffuusorielementin 15 ensimmäinen pinta 16 ja toinen pinta 17 pysyvät koko ajan samalla etäisyydellä toisistaan. Edelleen raot 18 voidaan myös muodostaa siten, että diffuusorin 9 raoista 18 tulevat osavirtaukset D voidaan 10 suunnata kaikista raoista alaspäin. Edelleen raot 18 voidaan muodostaa myös siten, että kaikki tai osa osavirtauksista D tulee diffuusorista vaakasuuntaan tai suihkuja voidaan suunnata myös vaakasuuntaan tai siten, että osavirtaukset D tulevat diffuusorista 9 ulos viuhkana eri korkeuskuimiin.

Kuvioiden 4-6 mukainen diffuusori 9 on poikkileikkaukseltaan pyö-15 reä. Poikkileikkaukseltaan pyöreitä diffuusoreita kutsutaan yleisesti myös sä-teittäisdiffuusoreiksi. Pyöreän poikkileikkauksen sijaan diffuusorilla voi olla esimerkiksi myös ellipsin, kolmion, neliön, suorakaiteen tai jonkin muun, edullisesti tasasivuisen, monikulmion muotoinen poikkileikkaus. Esimerkiksi kuviossa 7 on kaavamaisesti esitetty eräs poikkileikkaukseltaan neliön muotoinen 20 diffuusori 9, jossa diffuusorielementtien 15 raot 18 on muodostettu diffuusorin 9 kahdelle sivulle ja diffuusorin 9 kaksi muuta sivua ovat umpinaisia. Kuitusus- • · · pension virtaus ulos diffuusorista voidaan siten järjestää yhteen kehäkulman I,·*; suuntaan, kahteen kehäkulman suuntaan kuten kuviossa 7, useaan kehäkul- : man suuntaan tai koko kehälle suuntautuvaksi.

• · · • :*; 25 Kuvioissa 3-7 esitetyissä diffuusoreissa diffuusorielementit 15 on »·· * : muodostettu siten, että diffuusorielementtien 15 raot 18 ulottuvat yhtä pitkälle .··*! diffuusorin kuvitteellisesta keskiakselista, mutta diffuusorielementit 15 voidaan • · muodostaa myös siten, että diffuusorielementtien 15 raot 18 ulottuvat eri etäi-. . syyksille diffuusorin kuvitteellisesta keskiakselista. Tällöin diffuusorin 9 muoto

• II

30 voi olla esimerkiksi pallon muotoinen. Edelleen diffuusorielementtien 15 vir- » · *·;·* tauskanavien 23 poikkipinta-alat sopivasti valitsemalla voidaan virtauskanavien 23 kautta ohjata eri kehäkulman suuntiin ja eri korkeuksille tarpeen mukaan :***· suurempi tai pienempi tilavuusvirta tai toisaalta virtaus suuremmalla tai pie-

Ml ./ nemmällä ulosvirtausnopeudella. Näinollen diffuusorista 9 ulostulevat osavirta- 35 ukset D voidaan järjestää siten, että ympäröivän allastilan 10 tilavuus saadaan • t *···' Notaation onnistumisen kannalta mahdollisimman hyvin käyttöön.

9 119554

Kuvioiden 4-6 mukaisessa diffuusorissa ievyelementit 19 on muodostettu yhdestä rengasmaisesta levyelementistä, jotka Ievyelementit 19 on tuettu toisiinsa niiden väliin sovitetuilla tukielementeiliä 20, jotka tukielementit 20 ulottuvat ainoastaan osalle matkaa levyelementtien 20 säteen suunnassa.

5 Riippumatta siitä, ovatko Ievyelementit 19 rengasmaisia vai jonkin muun muotoisia, ne voidaan valmistaa myös useasta erillisestä osasta, jotka liitetään yhteen yhdeksi levyelementiksi, jolloin levyelementissä on siis yksi tai useampi ensimmäinen ja/tai toinen pinta. Edelleen tukielementit 20 voidaan ulottaa le-vyelementin 19 koko leveyden ylitse levyelementin siinä suunnassa, mikä on 10 poikittaisessa suunnassa diffuusoriin syötettävän kuitususpensiovirtauksen virtaussuunnan A suhteen, jolloin yhteen diffuusorielementtiin 15 muodostuu tukielementtien 20 väliin useita rakoja 18.

Kuvio 8 esittää hyvin kaavamaisesti erästä kolmatta diffuusoria 9 sivusta katsottuna ja poikkileikattuna. Kuvion 8 mukaisessa diffuusorissa 9 dif-15 fuusorielementtien 15 ensimmäiset pinnat 16 ja toiset pinnat 17 ovat kaarevia pintoja eli ensimmäisen pinnan 16 käsittävä levy-elementti 19 ja toisen pinnan 17 käsittävä levy-elementti 19’ ovat kaarevia siten, että Ievyelementit 19 ja 19’ kaartuvat kohti kuitususpensiovirtauksen syöttösuuntaa. Kuvion 8 esittämän diffuusorin 9 diffuusorielementit 15 eivät siis käsitä erityisiä putkia tai put-20 kiosuuksia jakamaan diffuusoriin syötettävää kuitususpensiovirtausta osavirta-uksiin vaan levyelementtien 19 ja 19’ diffuusorin 9 keskiakselia kohti olevat ··· kaarevat päät jakavat kuitususpensiovirtauksen osavirtauksiin eli Ievyelementit :,· · 19 ja 19’ itsessään jakavat kuitususpensiovirtauksen osavirtauksiin ilman muita apuvälineitä. Selvyyden vuoksi kuviossa 8 ei ole esitetty levyelementtien tuen- ; ;*; 25 taan käytettäviä tukielementtejä.

• f · : Kuvion 8 mukaisessa diffuusorissa 9 osavirtaukset kääntyvät peh- meästi, jolloin hydraulinen isku jää pieneksi. Tämä ratkaisu soveltuu käytettä-väksi erityisesti silloin, kun virtauksen turbulenssitaso diffuusoria 9 edeltävässä . . syöttöputkessa 6 on niin suuri, että vaahtokuplien yhtymisen välttämiseksi ei *1,1 30 diffuusorissa 9 ole enää tarpeen merkittävästi lisätä turbulenssitasoa. Kuvion 8 • · *···* mukaiseen diffuusoriin liittyvät osat voidaan kukin valmistaa yhdestä osasta muovaamalla, jolloin osien määrä kokonaisuudessaan on tässä ratkaisussa ·1: hyvin pieni.

• · ·

Kuvioiden 3-8 esittämillä diffuusoreilla 9 ja niissä olevilla dif- • · 35 fuusorielementeillä 15 on kaikilla symmetrinen rakenne diffuusorin 9 keskiak- • · '···* selin suhteen. Diffuusori 9 voidaan toteuttaa kuitenkin myös siten, että dif- 10 119554 fuusorielementit 15 ovat epäsymmetrisiä diffuusorin 9 keskiakselin suhteen siten, että kuitususpensiovirtauksen osavirtaukset syötetään epäsymmetrisesti flotaatiokennon 1 allastilaan 10 diffuusorin 9 keskiakselin suhteen.

Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voi-5 daan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hake-muksessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombinaatioiden muodostamiseksi.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti-10 vaatimusten puitteissa. Kuvioiden 3-8 esittämissä suoritusmuodoissa dif-fuusori on kiinteä osa injektoria siten, että diffuusori on muodostettu kiinteäksi osaksi injektoria 2. On kuitenkin selvää, että diffuusori voidaan muodostaa in-jektorin muusta rakenteesta täysin erillisenä rakenteena, joka sitten liitetään injektorin pystysuoran osuuden eli esimerkiksi sekoitusputken 6 yhteyteen joko 15 kiinteästi esimerkiksi hitsaamalla tai irrotettavasti esimerkiksi laippaliitoksen avulla. Lisäksi on selvää, että vaikka kaikissa esimerkkien kuvioissa injektori ja sen yhteydessä oleva diffuusori on sijoitettu pystysuoraan asentoon, voidaan injektori ja sen yhteydessä oleva diffuusori tai injektorista erillinen diffuusori sijoittaa flotaatiokennoon myös horisontaalisesti tai erilaisiin vinokulma-20 asentoihin.

··· • · • ··· • · • · · • · * • * · · • · • · · • · » «·· · * · • · · • · · i*t · • · • · 9 • · · M» ·«· • « • * ··· * · • · • · · • · ··« * f * ·** # ·# • * • ·· ·«· « · • * ··♦ ·· • · • ·* 1 • · • * ···

Claims (14)

119554

1. Flotaatiokennon (1) injektorin (2) diffuusori (9) kuitususpensiovir-tauksen syöttämiseksi flotaatiokennoon (1), jossa diffuusorissa (9) on diffuuso-rielementti (15), joka käsittää ainakin yhden ensimmäisen pinnan (16), ainakin 5 yhden toisen pinnan (17) ja ainakin yhden ensimmäisen pinnan (16) ja toisen pinnan (17) välisen, diffuusoriin (9) syötettävän kuitususpensiovirtauksen virta-ussuuntaan (A) nähden poikittaisessa suunnassa olevan raon (18), josta raosta (18) kuitususpensiovirtaus on sovitettu syötettäväksi ulos diffuusorista (9), tunnettu siitä, että 10 diffuusoriin (9) kuuluu ainakin kaksi diffuusorielementtiä (15), jotka on sovitettu diffuusoriin (9) syötettävän kuitususpensiovirtauksen virtaussuun-nassa (A) toistensa suhteen peräkkäin ja jotka on sovitettu jakamaan diffuusoriin (9) syötettävän kuitususpensiovirtauksen ainakin kahteen toisistaan erilliseen osavirtaukseen (D) toisistaan erillisten osavirtauksien (D) syöttämi- 15 seksi ulos diffuusorielementtien (15) raoista (18).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen diffuusori, tunnettu siitä, että diffuusorielementtiin kuuluu ainakin yksi putki tai putkiosuus (21), joka on sovitettu ulottumaan kuitususpensiovirtauksen virtaussuuntaan (A) nähden olennaisesti vastakkaiseen suuntaan ja joka on sovitettu jakamaan diffuusoriin 20 syötettävän kuitususpensiovirtauksen ainakin kahteen toisistaan erilliseen osa-... virtaukseen. • a

*···* 3. Patettivaatimuksen 2 mukainen diffuusori, tunnettu siitä, että :·: : diffuusorielementin (15) putkiosuus (21) on sovitettu kuitususpensiovirtauksen • ♦ : virtaussuunnassa (A) edeltävän diffuusorielementin (A) putkiosuuden (15) si- • · · 25 säpuolelle.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen diffuusori, tunnettu siitä, et- tä diffuusoriin (9) syötettävän kuitususpensiovirtauksen virtaussuunnan (A) ··· suhteen vastakkaiseen suuntaan suuntautuvat putkiosuuksien (21) päät (24) ovat olennaisesti samalla tasolla. • « .···, 30

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen diffuusori, tunnettu sii- · tä, että putkiosuuksien (21) halkaisijat on mitoitettu siten, että putkiosuuksien ·* i ’*· (21) seinämien rajoittamien virtauskanavien (23) virtauspoikkipinta-alat ovat i”'/· olennaisesti yhtäsuuret.

··* 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen diffuusori, t u n - • ♦ · 35. e tt u siitä, että diffuusorielementti (15) käsittää kaksi etäisyyden päässä toi-**** sistaan olevaa levyelementtiä (19), joista ensimmäinen levyelementti (19) kä- 119554 sittää ainakin yhden ensimmäisen pinnan (16) ja toinen levyelementti (19’) käsittää ainakin yhden toisen pinnan (17).

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen diffuusori, tunnettu siitä, että diffuusorielementin (15) ensimmäisen pinnan (16) ja toisen 5 pinnan (17) välinen rako (18) on sovitettu laajenemaan diffuusorin (9) ulkokehää kohti.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen diffuusori, tunnettu siitä, että ainakin osa diffuusorin (9) raoista (18) on sovitettu ohjaamaan raoista (18) ulos tuleva kuitususpensiovirtauksen osavirtaus (D) ylöspäin 10 diffuusorin (9) ollessa olennaisesti pystysuorassa asennossa.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen diffuusori, tunnettu siitä, että ainakin osa diffuusorin (19) raoista on sovitettu ohjaamaan raoista (18) ulos tuleva kuitususpensiovirtauksen osavirtaus (D) alaspäin diffuusorin (9) ollessa olennaisesti pystysuorassa asennossa.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen diffuusori, tunnettu siitä, että ainakin osa diffuusorin (9) raoista (18) on sovitettu ohjaamaan raoista (18) ulos tuleva kuitususpensiovirtauksen osavirtaus (D) sivullepäin diffuusorin (9) ollessa olennaisesti pystysuorassa asennossa.

11. Flotaatiokennon (1) injektori (2), joka injektori (2) käsittää syöt-20 töputken (3) kuitususpensiovirtauksen syöttämiseksi injektoriin (2), ainakin yh- ... den ilmansyöttöyhteen (4) kuitususpensiovirtaukseen sekoitettavan ilman syöt- • · [··;* tämiseksi injektoriin (2), sekoitusputken (6) injektoriin (2) syötetyn kuitusus- : pensiovirtauksen ja ilman sekoittamiseksi toisiinsa sekä diffuusorin (9) kui- • · · tususpension ja ilman seoksen virtauksen syöttämiseksi ulos injektorista (2), 25. u n n ett u siitä, että : diffuusori (9) on patenttivaatimuksen 1 mukainen diffuusori (9).

:'**· 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen injektori, tunnettu siitä, • * · että injektoriin (2) kuuluu edelleen sekoitusputken yhteyteen sovitettu sekoitus-laitteisto (7) injektoriin (2) syötetyn kuitususpensiovirtauksen ja ilman sekoitta- • * · 30 miseksi toisiinsa. • ·

13. Menetelmä kuitususpension syöttämiseksi flotaatiokennoon (1), ·* • *·· joka flotaatiokenno (1) käsittää injektorin (2), johon kuuluu syöttöputki (3) kui- tususpensiovirtauksen syöttämiseksi injektoriin (2), ainakin yksi ilmansyöttöyh-./ de (4) kuitususpensiovirtaukseen sekoitettavan ilman syöttämiseksi injektoriin *..!* 35 (2), sekoitusputki (6) kuitususpensiovirtauksen ja ilman sekoittamiseksi toisiin- • · • · • · · 119554 sa sekä diffuusori (9) kuitususpension ja ilman seoksen syöttämiseksi flotaa-tiokennon (1) allastilaan (10), ja missä menetelmässä syötetään kuitususpensiovirtaus injektoriin (2), syötetään ilmaa injektoriin (2), 5 sekoitetaan ilmaa kuitususpensiovirtaukseen ja syötetään kuitususpension ja ilman seoksen virtaus flotaatiokennon (1) allastilaan (2), tunnettu siitä, että jaetaan kuitususpension ja ilman seoksen virtaus diffuusorissa (9) ainakin kahteen toisistaan erilliseen osavirtaukseen (D) ja 10 syötetään mainitut toisistaan erilliset osavirtaukset (D) ulos dif- fuusorista (9) flotaatiokennon (1) allastilaan (10).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että injektoriin (2) kuuluu edelleen sekoitusputken yhteyteen sovitettu sekoi-tuslaitteisto (7) ja että sekoitetaan ilmaa kuitususpensiovirtaukseen mainitussa 15 sekoituslaitteistossa (7). • · · • · • · ··· • · • · • · · ··* « • · • · · • · · Ml 9 9 9 9 9 9 9 9 9*4 · • 9 • * · * 9 999 9 999 9 9 9 9 999 • 9 9 9 9 9 9 9 · 999 9 9 9 9 999 9 99 9 9 9 99 9 999 9 9 9 9 999 99 9 9 9 99 9 999 9 9 9 9 999 119554