FI121929B - Jauhimen jauhinpinta - Google Patents

Description

Jauhimen jauhinpinta

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on jauhimen jauhinpinta lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi tarkoitettuun jauhimeen, jossa jauhinpinnassa on 5 jauhettavan materiaalin syöttövirtauksen suuntaan suunnattava syöttöreuna ja jauhetun materiaalin poistumisvirtauksen suuntaan suunnattava poistoreuna ja joka jauhinpinta käsittää ainakin yhden ensimmäisen teräuran ja ainakin yhden toisen teräuran, joiden välissä on teräharja ja jossa sekä ensimmäinen teräura että toinen teräura käsittävät teräuran kulkusuunnassa ainakin yhden aallon 10 siten, että sekä ensimmäisen teräuran että toisen teräuran pohjan etäisyys teräharjan yläpinnasta on sovitettu ainakin jollakin osalla mainittuja teräuria muuttumaan olennaisesti jatkuvasti teräurien kulkusuunnassa.

Edelleen keksinnön kohteena on jauhimen jauhinpinnan teräseg-mentti lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi tarkoitettuun jauhi-15 meen, joka teräsegmentti on sovitettavissa muodostamaan osa jauhimen jau-hinpinnasta ja jossa teräsegmentissä on teräsegmentin jauhinpinta, jossa on jauhettavan materiaalin syöttövirtauksen suuntaan suunnattava syöttöreuna ja jauhetun materiaalin poistumisvirtauksen suuntaan suunnattava poistoreuna ja joka teräsegmentin jauhinpinta käsittää ainakin yhden ensimmäisen teräuran ja 20 ainakin yhden toisen teräuran, joiden välissä on teräharja ja jossa sekä ensimmäinen teräura että toinen teräura käsittävät teräuran kulkusuunnassa ainakin yhden aallon siten, että sekä ensimmäisen teräuran että toisen teräuran pohjan etäisyys teräharjan yläpinnasta on sovitettu ainakin jollakin osalla mainittuja teräuria muuttumaan olennaisesti jatkuvasti teräurien kulkusuunnassa. 25 Edelleen keksinnön kohteena on jauhin lignoselluloosapitoisen ma- ^ teriaalin kuiduttamiseksi.

^ Mekaanisen massan valmistukseen käytettävät jauhimet käsittävät 9 tyypillisesti kaksi tai useampia vastakkain sijoitettuja jauhinelementtejä, jotka cu kiertyvät toistensa suhteen. Kiinteää eli paikallaan pysyvää jauhinelementtiä | 30 kutsutaan jauhimen staattoriksi ja pyörivää tai pyöritettävää jauhinelementtiä 0 kutsutaan jauhimen roottoriksi. Levyjauhimissa jauhinelementit ovat levymäisiä co ja kartiojauhimissa jauhinelementit ovat kartiomaisia. Levyjauhimien ja kar- o tiojauhimien lisäksi on olemassa myös niin sanottuja levy-kartiojauhimia, joissa o ^ kuidutettavan materiaalin virtaussuunnassa on ensin levymäiset jauhinelemen- 35 tit, joiden jälkeen kuidutettavaa materiaalia jauhetaan lisää kartiomaisten jau-hinelementtien välissä. Edelleen on myös olemassa lieriöjauhimia, joissa sekä 2 jauhimen staattori että roottori ovat lieriömäisiä jauhinelementtejä. Jauhinele-menttien jauhinpinnat muodostuvat teräharjoista eli harjoista ja niiden välissä olevista teräurista eli urista. Teräharjojen tehtävänä on lignoselluloosamaisen materiaalin kuiduttaminen ja teräurien tehtävänä on kuljettaa sekä kuidutetta-5 vaa että jo kuidutettua materiaalia jauhinpinnalla. Levyjauhimissa, jotka ovat tavanomaisin jauhintyyppi, jauhettava materiaali syötetään tavallisesti staatto-rin keskelle eli staattorin jauhinpinnan sisäkehällä olevan aukon kautta jauhin-levyjen jauhinpintojen väliin eli teräväliin. Jauhettu materiaali poistuu terävälis-tä jauhinlevyjen jauhinpintojen ulkokehältä syötettäväksi eteenpäin massan-10 valmistusprosessissa. Jauhinlevyjen jauhinpinnat voivat olla joko jauhinlevyihin suoraan muodostettuja tai ne voidaan muodostaa erillisistä, toisiinsa nähden vierekkäin asetettavista teräsegmenteistä siten, että kukin teräsegmentti muodostaa osan yhtenäisestä jauhinpinnasta.

Tavallisesti sekä jauhimen staattorin että roottorin jauhinpintojen te-15 räurien pohjalle on sijoitettu paikoitellen kaksi vierekkäistä teräharjaa toisiinsa yhdistäviä patoja. Patojen tehtävänä on ohjata jauhettavaa materiaalia ja jo jauhettua materiaalia vastakkaisten jauhinpintojen teräharjojen väliin edelleen jauhettavaksi. Koska padot ohjaavat jauhettavaa materiaalia vastakkaisten teräharjojen väliin, patojen ansiosta materiaalin jauhatusta pystytään edistä-20 mään. Samanaikaisesti padot kuitenkin aiheuttavat jauhettavaa materiaalia teräurissa eteenpäin vievän höyryvirtauksen vähentymisen sekä estävät jauhettavan materiaalin ja jo jauhetun materiaalin kulkua jauhinpinnalla rajoittamalla teräurien virtauspoikkipinta-alaa. Tämä puolestaan aiheuttaa tukoksia jauhinpinnalle, mistä seuraa jauhimen tuotantokapasiteetin laskua, jauhetun 25 materiaalin laadun epäyhtenäisyyttä sekä jauhatukseen kuluvan energian lisääntymistä.

5 US-julkaisussa 4166 584 on esitetty jauhin, jonka jauhinpinnoissa

(M

^ on teräharjoja. Teräharjojen väliin on muodostettu jauhinpintojen säteen suun- ° nassa taskumaisia rakenteita siten, että vastakkaisissa jauhinpinnoissa olevat ^ 30 taskumaiset rakenteet on sijoitettu jauhinpintojen säteen suunnassa osittain | lomittain. Tällöin jauhettavaa materiaalia voidaan siirtää taskumaisten raken- o teiden muotoilun vaikutuksesta jauhimen jauhinpinnoilla eteenpäin siten, että £3 jauhettava materiaali siirtyy jauhinpinnan yhdestä taskumaisesta rakenteesta o vastakkaisella jauhinpinnalla olevaan taskumaiseen rakenteeseen, täten pa- ^ 35 kottaen jauhettavan materiaalin siirtymään teräväliin ja siten tehostaen jauhet tavaan materiaaliin kohdistuvaa jauhatusvaikutusta.

3 US-julkaisussa 6616078 on esitetty jauhin, jonka jauhinpinnoissa on teräharjoja ja niiden välissä teräuria. Jauhinpintojen syöttövyöhykkeellä te-räurien syvyys on sovitettu muuttumaan siten, että kun yhdellä jauhinpinnalla teräuran syvyys on suuri, niin vastakkaisella jauhinpinnalla teräuran syvyys on 5 vastaavalla kohdalla pieni, eli teräura on kyseisellä kohdalla matala, jolloin uran matala osuus pakottaa jauhettavan materiaalin siirtymään vastakkaiselle jauhinpinnalle.

Kummassakin viitejulkaisussa esitetyllä järjestelyllä saadaan tehostettua jauhettavan materiaalin ohjautumista jauhinpintojen väliin ja siten tehos-10 tettua jauhatusvaikutusta. Kummassakin ratkaisussa eräänä heikkoutena on kuitenkin esimerkiksi se, että ne vaikuttavat paljolti vain käsiteltävän materiaalin siirtämiseen jauhinpintojen syvyyssuunnassa yhdeltä jauhinpinnalta toiselle jauhinpinnalle. Tällöin jauhettavan materiaalin siirtyminen terävälissä eteenpäin jää näiden ratkaisujen tapauksessa melko tehottomaksi. Lisäksi koska 15 US-julkaisun 6616078 tapauksessa teräuran syvyysmuutos on toteutettu pelkästään syöttövyöhykkeellä, jää sen vaikutus teräharjojen ja teräurien alueella eli varsinaisella jauhatusvyöhykkeellä vähäiseksi.

Myös CA-julkaisussa 1 185471 on esitetty eräs jauhin kuitumaisen materiaalin jauhamiseksi kuitumassan valmistamiseksi.

20 Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudentyyppinen jauhimen jauhinpinta.

Keksinnön mukaiselle jauhinpinnalle on tunnusomaista se, että mainittu aalto on sovitettu kulkemaan jauhinpinnan leveyssuunnassa ensimmäisen 25 teräuran ja toisen teräuran poikki jossakin kulmassa suhteessa jauhinpinnan ^ säteeseen siten, että mainitun aallon aallonharja tai teräuran suuntaisen poik- ™ kileikkausmuodon tietty piste tai kohta ensimmäisessä teräurassa ja toisessa 9 teräurassa ovat toisistaan poikkeavalla etäisyydellä jauhinpinnan syöttöreunas- cv ta.

| 30 Keksinnön mukaiselle teräsegmentille on tunnusomaista se, että 0 mainittu aalto on sovitettu etenemään teräsegmentin jauhinpinnan leveyspä suunnassa ensimmäisen teräuran ja toisen teräuran poikki jossakin kulmassa o suhteessa teräsegmentin jauhinpinnan säteeseen siten, että mainitun aallon o aallonharja tai teräuran suuntaisen poikkileikkausmuodon tietty piste tai kohta 35 ensimmäisessä teräurassa ja toisessa teräurassa ovat toisistaan poikkeavalla etäisyydellä teräsegmentin jauhinpinnan syöttöreunasta.

4

Keksinnön mukaiselle jauhimelle on tunnusomaista se, että jauhin käsittää ainakin yhden jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukaisen jauhinpinnan tai ainakin yhden jonkin patenttivaatimuksen 8 -14 mukaisen teräsegmentin.

Lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi tarkoitetun jau-5 himen jauhinpinnassa on jauhettavan materiaalin syöttövirtauksen suuntaan suunnattava syöttöreuna ja jauhetun materiaalin poistumisvirtauksen suuntaan suunnattava poistoreuna ja jauhinpinta käsittää myös ainakin yhden ensimmäisen teräuran ja ainakin yhden toisen teräuran, joiden välissä on teräharja. Sekä ensimmäisen teräuran että toisen teräuran pohjan etäisyys teräharjan 10 yläpinnasta on sovitettu ainakin jollakin osalla mainittuja teräuria muuttumaan olennaisesti jatkuvasti teräurien kulkusuunnassa ja että teräurien kyseisellä osalla ensimmäisen teräuran pohjan etäisyys ja toisen teräuran pohjan etäisyys teräharjan yläpinnasta on sovitettu teräurien kulkusuunnassa toistensa suhteen siten, että toisen teräuran pohjan etäisyys teräharjan yläpinnasta 15 poikkeaa ensimmäisen teräuran pohjan etäisyydestä teräharjan yläpinnasta olennaisesti samalla etäisyydellä jauhinpinnan syöttöreunasta.

Ratkaisun avulla saadaan aikaan dynaaminen jauhettavan materiaalin liike staattorin jauhinpinnan ja roottorin jauhinpinnan välille. Samanaikaisesti voidaan perinteisten patojen määrää rajoittaa tai ne voidaan kokonaan 20 poistaa, mikä edistää sekä jauhettavan materiaalin että jauhatuksessa mahdollisesti syntyvän höyryn kulkemista jauhinpinnalla. Ratkaisua voidaan soveltaa sekä staattorin jauhinpinnalla että roottorin jauhinpinnalla, mutta suurempi hyöty ratkaisusta saadaan aikaan soveltamalla sitä erityisesti staattorin jauhinpinnalla, jossa jauhettavaan materiaaliin ei normaalisti kohdistu kovinkaan merkit-25 tävää jauhettavan materiaalin liikkumista jauhinpinnalla edistävää vaikutusta staattorin kiinteän eli paikallaan pysyvän rakenteen vuoksi, δ ^ Kuvioiden lyhyt selostus 9 Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa δ piirustuksissa, joissa | 30 kuvio 1 esittää kaavamaisesti yleiskuvaa eräästä tavanomaisesta levyjauhimesta sivusta katsottuna ja poikkileikattuna, co kuvio 2 esittää kaavamaisesti yleiskuvaa eräästä tavanomaisesta o kartiojauhimesta sivusta katsottuna ja poikkileikattuna, o ^ kuvio 3 esittää kaavamaisesti yläviistosta katsottuna erästä te- 35 räsegmenttiä teräharjat poistettuna osalta teräsegmenttiä, 5 kuvio 4 esittää kaavamaisesti kuvion 3 tapaista teräsegmenttiä sivusta katsottuna ja poikkileikattuna teräuran kohdalta, kuvio 5 esittää kaavamaisesti sivusta katsottuna kahden vierekkäin olevan teräuran pohjan muotoilua, 5 kuvio 6 esittää kaavamaisesti eräitä mahdollisia teräuran pohjan muotoiluja, kuvio 7 esittää kaavamaisesti erästä mahdollista järjestelyä aaltomuodon kulkiessa teräsegmentiltä toiselle ja kuvio 8 esittää kaavamaisesti erästä toista mahdollista järjestelyä 10 aaltomuodon kulkiessa teräsegmentiltä toiselle.

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

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 15 Kuviossa 1 on kaavamaisesti esitetty eräs tavanomainen levyjauhin sivusta katsottuna ja poikkileikattuna. Kuvion 1 mukaisessa levyjauhimessa on kaksi levymäistä jauhinpintaa 1 ja 2, jotka on sovitettu keskenään samanakse-lisesti. Ensimmäinen jauhinpinta 1 on pyörivässä jauhinelementissä 3 eli jau-himen roottorissa 3 ja toinen jauhinpinta 2 on kiinteässä jauhinelementissä 4 20 eli jauhimen staattorissa 4. Jauhinelementtien 3 ja 4 jauhinpinnat 1 ja 2 voivat olla joko niihin suoraan muodostetut tai sinänsä tunnetulla tavalla erillisistä te-räsegmenteistä muodostetut. Jauhimen roottoria 3 pyöritetään akselin 5 välityksellä sinänsä tunnetulla tavalla selvyyden vuoksi esittämättä jätetyn moottorin avulla. Akselin 5 yhteyteen on myös sovitettu erityinen kuormituslaite 6, jo-25 ka on kytketty vaikuttamaan akselin 5 kautta roottoriin 3 siten, että roottoria 3 ^ voidaan työntää kohti staattoria 4 niiden välisen raon 10 eli jauhinkidan 10 eli ™ terävälin 10 säätämiseksi.

9 Kuidutettava lignoselluloosapitoinen materiaali syötetään toisen cvi jauhinpinnan 2 keskellä olevasta aukosta 7 jauhinpintojen 1 ja 2 välissä ole- ir 30 vaan jauhinkitaan, missä se kuituuntuu ja jauhautuu. Kuidutettava lignosellu- 0 loosapitoinen materiaali voidaan syöttää jauhinkitaan myös toisessa jauhinpin- co nassa 2 olevista, kuviossa 1 selvyyden vuoksi esittämättä jätetyistä aukoista.

o Kuituuntunut lignoselluloosapitoinen materiaali poistuu jauhinlevyjen 3 ja 4 vä- o ^ listä jauhinkidan ulkoreunasta jauhinpesän 8 sisälle ja edelleen pois jauhin- 35 pesästä 8 poistokanavaa 9 pitkin.

6

Kuviossa 2 on kaavamaisesti esitetty eräs tavanomainen kar-tiojauhin sivusta katsottuna ja poikkileikattuna. Kuvion 2 mukaisessa kar-tiojauhimessa on kaksi kartiomaista jauhinpintaa 1 ja 2, jotka on asetettu sisäkkäin keskenään samanakselisesti. Ensimmäinen jauhinpinta 1 on pyöriväs-5 sä kartiomaisessa jauhinelementissä 3 eli jauhimen roottorissa 3 ja toinen jauhinpinta 2 on kiinteässä kartiomaisessa jauhinelementissä 4 eli jauhimen staat-torissa 4. Jauhinelementtien 3 ja 4 jauhinpinnat 1 ja 2 voivat olla joko niihin suoraan muodostetut tai sinänsä tunnetulla tavalla erillisistä teräsegmenteistä muodostetut. Jauhimen roottoria 3 pyöritetään akselin 5 välityksellä sinänsä 10 tunnetulla tavalla selvyyden vuoksi esittämättä jätetyn moottorin avulla. Akselin 5 yhteyteen on myös sovitettu erityinen kuormituslaite 6, joka on kytketty vaikuttamaan akselin 5 kautta roottoriin 3 siten, että roottoria 3 voidaan työntää kohti staattoria 4 niiden välisen terävälin 10 säätämiseksi.

Kuidutettava lignoselluloosapitoinen materiaali syötetään toisen 15 jauhinpinnan 2 keskellä olevasta aukosta 7 jauhinpintojen 1 ja 2 välissä olevaan kartiomaiseen jauhinkitaan, missä se kuituuntuu ja jauhautuu. Kuituuntu-nut lignoselluloosapitoinen materiaali poistuu jauhinelementtien 3 ja 4 välistä jauhinkidan ulkoreunasta jauhinpesän 8 sisälle ja edelleen pois jauhinpesästä 8 poistokanavaa 9 pitkin.

20 Levyjauhimien ja kartiojauhimien lisäksi on olemassa myös niin sa nottuja levy-kartiojauhimia, joissa kuidutettavan materiaalin virtaussuunnassa on ensin levymäiset jauhinelementit, joiden jälkeen kuidutettavaa materiaalia jauhetaan lisää kartiomaisten jauhinelementtien välissä. Lisäksi on myös olemassa lieriöjauhimia, joissa sekä jauhimen staattori että roottori ovat lieriömäi-25 siä jauhinelementtejä. Erilaisten jauhimien yleinen rakenne- ja toimintaperiaate ovat alan ammattimiehelle sinänsä tunnettuja, joten niitä ei käsitellä tässä yh-5 teydessä sen enempää.

(M

^ Kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti yläviistosta katsottuna eräs te- ° räsegmentti 11, jota voidaan käyttää muodostamaan osa jauhimen staattorin ^ 30 tai roottorin kokonaisesta jauhinpinnasta. Teräsegmentissä 11 on jauhettavan | materiaalin syöttövirtauksen suuntaan suunnattava teräsegmentin 11 tai jau- o hinpinnan 12 syöttöreuna 14 ja jauhetun materiaalin poistumisvirtauksen £3 suuntaan suunnattava teräsegmentin 11 tai jauhinpinnan 12 poistoreuna 15.

o Teräsegmentit 11 voidaan kiinnittää jauhimen staattoriin tai roottoriin esimer- ^ 35 kiksi teräsegmentissä 11 olevan kiinnitysaukon 13 kautta esimerkiksi pultti- mutteri-kiinnityksellä. Teräsegmentin 11 jauhinpinnassa 12 on edelleen syöttö- 7 reunan 14 suunnasta poistoreunan 15 suuntaan kulkevia teräuria 17, jotka on erotettu toisistaan teräharjojen 16 välityksellä. Teräharjat 16 ja teräurat 17 muodostavat teräsegmentin 11 jauhinpinnan 12.

Kuviossa 3 esitetyn ratkaisun erään sovellutusmuodon selventämi-5 seksi kuvion 3 mukaisesta teräsegmentistä 11 on poistettu teräharjat 16 teräsegmentin 11 jauhinpinnan 12 puolikkaalta, jolloin ratkaisulle ominainen te-räuran 17 pohjan 18 muoto on selvemmin nähtävissä. Kuviossa 4 on esitetty kaavamaisesti kuvion 3 tapainen teräsegmentti sivusta katsottuna ja poikki-leikattuna jonkin teräuran 17 kohdalta. Kuviossa 3 esitetyn teräsegmentin 11 10 teräurien 17 pohja 18 on muodostettu aaltomaiseksi siten, että teräurien 17 pohjan 18 etäisyys D teräharjan 16 yläpinnasta 16a, joka samalla vastaa jauhinpinnan 12 yläpintaa, on sovitettu muuttumaan olennaisesti jatkuvasti terä-urien 17 suunnassa eli teräurien 17 kulkusuunnassa, jota suuntaa on kuviossa 4 esitetty nuolella A. Kuviossa 4 kyseisen teräuran 17 pohjan 18 etäisyys D on 15 merkitty esimerkinomaisesti aaltomuodon yhden aallonharjan 19 kohdalle. Kuviossa 3 esitetyssä sovellutusmuodossa on kunkin teräuran 17 pohja 18 muodostettu aaltomaiseksi olennaisesti kokonaisuudessaan eli kunkin teräuran 17 pohjan 18 etäisyys teräharjan 16 yläpinnasta 16a on sovitettu muuttumaan olennaisesti jatkuvasti teräurien 17 suunnassa joko koko teräuran 17 matkalla 20 tai lähes koko teräuran 17 matkalla. Kuviossa 3 teräurien 17 pohjan 18 aaltomainen muoto muodostuu siis useasta yksittäisestä, teräuran 17 kulkusuunnassa toistensa suhteen peräkkäin olevasta aallosta 22. Kukin aalto käsittää aallonharjan 19, jonka kohdalla teräuran 17 pohjan 18 etäisyys teräharjan 16 yläpinnasta 16a on pienimmillään, ja aallonpohjan 20, jonka kohdalla teräuran 25 17 pohjan etäisyys teräharjan 16 yläpinnasta 16a on suurimmillaan. Kahden peräkkäisen aallonpohjan etäisyys toisistaan vastaa aallon 22 aallonpituutta. 5 Kuviossa 3 nuolella 21 on vielä osoitettu teräuran 17 pohjan 18 ja teräharjan

(M

^ 16 sivupinnan välistä leikkauskohtaa, mikä myös havainnollistaa teräuran 17 ° pohjan 18 aaltomaista muotoa.

^ 30 Kuvion 3 mukainen teräsegmentti 11 käsittää siis teräurien 17 kul- | kusuunnassa useita yksittäisiä aaltoja 22, joista kukin yksittäinen aalto 22 on o edelleen sovitettu kulkemaan teräsegmentin 11 leveyssuunnassa, jota on ha- l'" ” vainnollistettu nuolen W avulla, useiden tai jopa kaikkien teräsegmentin 11 te- o räurien 17 poikki vinossa suunnassa siten, että esimerkiksi kunkin aallon 22 ^ 35 aallonharjan 19 etäisyys teräsegmentin 11 syöttöreunasta 14 on erisuuri kah den vierekkäisen teräuran 17 välillä.

8

Kuvion 3 mukaisessa teräsegmentissä 11 teräurien 17 pohjan 18 aaltomainen muoto on siis toteutettu siten, että teräurien 17 kulkusuunnassa teräuran 18 pohjan aaltomainen muoto on muodostettu olennaisesti koko terä-uran 17 matkalle. Teräurien 17 kulkusuunnalle poikittaissuuntaisessa suun-5 nassa teräurien 17 pohjan 18 aaltomainen muoto on siis kuvion 3 mukaisessa teräsegmentissä toteutettu siten, että kukin aalto 22 kulkee yhtenäisesti vierekkäisten teräurien 17 kautta siten, että kunkin aallon 22 esimerkiksi aallonharjan 19 etäisyys teräsegmentin 11 syöttöreunasta 14 on erisuuri kahden vierekkäisen teräuran 17 välillä.

10 Teräsegmentin 11 jauhinpinta 12 voidaan kuitenkin muodostaa te räurien 17 kulkusuunnassa myös siten, että yhden tai useamman teräuran 17 pohja 18 käsittää ainoastaan yhden tai useamman aallon 22 siten, että terä-uran 17 pohjan 18 aaltomainen muotoilu ei ulotu koko teräuran 17 pohjan 18 alueelle teräuran 17 kulkusuunnassa. Kuvioon 3 verrattuna tällainen tilanne 15 vastaisi siis sitä, että osa kuviossa 3 esitetyistä aalloista 22 olisi poistettu jau-hinpinnasta 12, jolloin uran pohja voisi olla tältä osin esimerkiksi tasainen tai kalteva. Tasaisen uran pohjan tapauksessa uran syvyys on vakio ja kaltevan uran pohjan tapauksessa uran syvyys muuttuu lineaarisesti. Kaltevan uran pohjan tapauksessa eli uran pohjan muuttuessa lineaarisesti voidaan kahden 20 vierekkäisen teräuran pohjat sovittaa muuttumaan lineaarisesti siten, että vierekkäisten teräurien pohjan etäisyys niiden välissä olevan teräharjan 16 yläpinnasta 16a on erisuuri samalla etäisyydellä jauhinpinnan syöttöreunasta 14.

Lisäksi teräsegmentin 11 jauhinpinta 12 voidaan muodostaa teräsegmentin 11 leveyssuunnassa W eli teräurien 17 kulkusuuntaan nähden 25 poikittaissuuntaisessa suunnassa siten, että aalto 22 ei välttämättä ole yhtenäinen kyseisessä suunnassa vaan siinä on epäjatkuvuuskohta yhden tai use-o ämmän teräuran 17 kohdalla eli on mahdollista, että teräsegmentissä 11 on

CM

^ sellaisia teräuria 17, joissa tiettyä teräsegmentin 11 leveyssuunnassa kulkevaa ° yksittäistä aaltoa 22 ei ole ollenkaan, vaikka kyseiselle teräuralle vierekkäisissä ^ 30 teräurissa kyseinen aalto 22 olisikin. Tällaisessa tapauksessa kyseinen te- £ räsegmentin 11 leveyssuunnassa kulkeva aalto 22 on siis katkaistu jonkin te- o räuran 17 kohdalla. Tällaisessakin tapauksessa teräsegmentissä 11 on kuiten-

Is- $ kin ainakin kaksi tai useampia toistensa suhteen vierekkäin olevia teräuria 17, o joissa ainakin yksittäinen aalto 22 on sovitettu kulkemaan teräsegmentin leve- ^ 35 yssuunnan W suuntaisessa suunnassa.

9 Täten ratkaisun mukaan teräsegmentin 11 jauhinpinnassa 12 on ainakin yksi ensimmäinen teräura, joka kuviossa 3 on esitetty viitemerkinnällä 17a, ja ainakin yksi toinen teräura, joka kuviossa 3 on esitetty viitemerkinnällä 17b, jotka ensimmäinen teräura 17a ja toinen teräura 17b ovat toistensa suh-5 teen vierekkäin siten, että niiden välissä on teräharja 16. Edelleen ratkaisun mukaan teräurien 17a ja 17b pohjan 18 ainakin jollakin osalla olevan aaltomaisen muodon seurauksena sekä ensimmäisen teräuran 17a että toisen teräuran 17b pohjan 18 etäisyys D teräharjan 16 yläpinnasta 16a on sovitettu teräurien 17 kulkusuunnassa muuttumaan olennaisesti jatkuvasti kyseisellä osalla terä-10 uria 17a ja 17b. Olennaisesti jatkuvalla muutoksella tarkoitetaan tässä yhteydessä sellaista teräuran 17 pohjan 18 aaltomaista muotoilua, jossa teräuran 17 pohjan 18 etäisyys D teräharjan 16 yläpinnasta 16a muuttuu ainakin jollakin osalla teräuraa olennaisesti koko ajan epälineaarisesti siirryttäessä teräuraa pitkin sen kulkusuunnassa A. Aaltomaisessa muotoilussa tai aaltomuodossa 15 voi kuitenkin olla valmistusteknisistä syistä johtuvia suoria osuuksia ja/tai va-kiokulmalla nousevia tai laskevia osuuksia. Lisäksi ratkaisun mukaan ensimmäisen teräuran 17a pohjan 18 etäisyys D teräharjan 16 yläpinnasta 16a ja toisen teräuran 17b pohjan 18 etäisyys D teräharjan 16 yläpinnasta 16a on sovitettu teräurien 17a, 17b kulkusuunnassa toistensa suhteen siten, että toi-20 sen teräuran 17b pohjan 18 etäisyys D teräharjan 16 yläpinnasta 16a poikkeaa tai on erisuuri verrattuna ensimmäisen teräuran 17a pohjan 18 etäisyyteen D teräharjan 16 yläpinnasta 16a olennaisesti samalla etäisyydellä jauhinpinnan 12 syöttöreunasta 14. Toisin sanoen yksittäinen aalto 22 on sovitettu kulkemaan teräsegmentin 11 leveyssuunnassa W teräurasta 17 toiseen siten, että 25 aallon 22 teräuran 17 kulkusuunnan suuntaisen poikkileikkauksen muodon pysyessä vakiona esimerkiksi aallon 22 harjan 19 tai pohjan 20 etäisyys D 5 syöttöreunasta 14 on erisuuri kahdessa toistensa suhteen vierekkäin olevassa

(M

^ teräurassa 17. Tätä on vielä havainnollistettu kuviossa 5, jonka yläosassa on ° esitetty toisen teräuran 17b pohjan 18 aaltomuoto ja alaosassa ensimmäisen ^ 30 teräuran 17a pohjan 18 aaltomuoto, aaltomuotojen ollessa vastaavia, kum- | massakin aaltomuodossa ollen merkittynä aallot 22’, 22” ja 22”’. Kuviosta 5 o nähdään, että tietyllä etäisyydellä SD teräsegmentin 11 jauhinpinnan 12 syöt- l'" ” töreunasta 14 toisen teräuran 17b pohjan 18 etäisyys jauhinterän 16 yläpin- o nasta 16a eli jauhinpinnan yläpinnasta poikkeaa eli on erisuuri kuin ensimmäi- ^ 35 sen teräuran 17a pohjan 18 etäisyys jauhinterän 16 yläpinnasta 16a samalla 10 tietyllä etäisyydellä SD, koska urien pohjien etäisyydet D17b ja D17a aallonpohjasta ovat eri suuret näissä kohdissa.

Kuviossa 3 esitetyssä teräsegmentissä 11 teräurien 17 kulkusuunta, kuten myös luonnollisesti niiden välissä olevien teräharjojen 16 kulkusuunta, 5 on olennaisesti suora suunta teräsegmentin 11 syöttöreunan 14 suunnasta teräsegmentin 11 poistoreunan 15 suuntaan. Jauhinpinnan toteutuksesta riippuen teräharjat 16 ja teräurat 17 voivat kuitenkin kulkea esimerkiksi myös kaarevasti tai jossakin kulmassa syöttöreunan 14 ja/tai poistoreunan 15 suhteen.

Jauhinpinnan 12 teräuran 17 kulkusuunnassa teräuran 17 pohjan 10 18 aaltomuoto voi olla ainoastaan osalla yhtä jauhatusvyöhykettä tai se voi kattaa koko jauhatusvyöhykkeen. Teräuran 17 pohjan 18 aaltomuoto voi kuitenkin myös kulkea jauhatusvyöhykkeeltä toiselle. Jauhatusvyöhykkeellä tarkoitetaan sellaista jauhinpinnan aluetta, jossa jauhinpinnan jauhatusominai-suudet pysyvät olennaisesti samanlaisena koko alueella. Teräsegmenteistä 15 muodostetussa jauhinpinnassa yksi teräsegmentti voi käsittää yhden tai useamman jauhatusvyöhykkeen tai sitten yksi teräsegmentti voi muodostaa ainoastaan osan yhdestä jauhatusvyöhykkeestä.

Ratkaisun avulla saadaan aikaan dynaaminen jauhettavan materiaalin liike staattorin jauhinpinnan ja roottorin jauhinpinnan välille. Ratkaisua 20 voidaan soveltaa sekä staattorin jauhinpinnalla että roottorin jauhinpinnalla, mutta suurempi hyöty ratkaisusta saadaan aikaan soveltamalla sitä erityisesti staattorin jauhinpinnalla, jossa jauhettavaan materiaaliin ei normaalisti kohdistu kovinkaan merkittävää jauhettavan materiaalin liikkumista jauhinpinnalla edistävää vaikutusta staattorin kiinteän eli paikallaan olevan rakenteen vuoksi.

25 Kuviossa 6 on esitetty kaavamaisesti erilaisia mahdollisia aallon 22 muotoja teräuran 17 suunnassa. Kuvion 6 kohdassa (a) on esitetty tavallinen 5 sinimuotoinen aalto. Kuvion 6 kohdassa (b) on esitetty aaltomuoto, joka muis-

C\J

tuttaa sinimuotoista aaltomuotoa mutta jossa nousevat ja laskevat reunat ovat ° tavanomaiseen siniaaltoon verrattuna jyrkempiä eli aallonhuiput ovat kapeam- ^ 30 pia, ja jossa aallon pohjan muoto on laakeampi kuin tavanomaisessa siniaal- £ lossa. Kumpaakin mainittua aaltomuotoa voidaan kuitenkin pitää säännöllisenä o aaltomuotona, koska niissä kunkin yksittäisen aallon 22 muoto toistuu saman-

Is- 2¾ laisena siten, että aallonpituus pysyy olennaisesti vakiona, o Edelleen kuviossa 6 on esitetty kohdassa (c) eräs kolmas mahdolli- ^ 35 nen teräuran 17 pohjan 18 aaltomainen muoto, joka alkaa vasemmalta puolel ta katsoen olennaisesti siniaallon muotoisena, mutta jossa aallon jaksonpituus 11 pienenee koko ajan oikealle päin siirryttäessä siten, että aallonhuiput kapene-vat koko ajan. Edelleen kuviossa 6 on esitetty kohdassa (d) eräs neljäs mahdollinen teräuran 17 pohjan 18 aaltomainen muoto, joka kuviossa katsottuna vasemmalta puolelta alkaen etenee oikealle puolelle siten, että aina seuraavan 5 yksittäisen aallon 22 aallonpituus on lyhyempi kuin sitä edellisen aallon 22 aallonpituus. Kuvion 6 kohdissa (c) ja (d) esitetyille aaltomuodoille on siis yhteistä se, että siirryttäessä kuviossa 6 katsottuna vasemmalta oikealle aallon 22 jak-sonpituus pienenee. Tällöin kysymyksessä on siis teräuran 17 pohjan 18 aaltomuodon tihentyminen, joka edullisesti muodostetaan jauhinpintaan siten, että 10 aallonpituus pienenee siirryttäessä jauhinpinnan syöttöreunan suunnasta jau-hinpinnan poistoreunan suuntaan. Kuviossa 6 kohdissa (c) ja (d) on esitetty eräät mahdolliset aaltomuodot, joissa aallon jaksonpituus voi muuttua tai vaihdella, mutta näiden esimerkkien lisäksi teräuran 17 pohjan 18 aaltomuoto voidaan muodostaa monella eri tavalla teräuran 17 suunnassa siten, että se käsit-15 tää aallonpituudeltaan erilaisia aaltoja. Täten aaltomuodon aaltojen 22 aallonpituus voi vaihdella myös esimerkiksi siten, että siirryttäessä teräuraa 17 pitkin jauhinpinnan syöttöreunan suunnasta jauhinpinnan poistoreunan suuntaan aallonpituus välillä lyhenee ja sitten taas pitenee tai päinvastoin.

Kuviossa 6 esitetyissä eri aaltomuodoissa aallonpohjan ja aallonhar-20 jän välinen etäisyys aallon korkeussuunnassa pysyy olennaisesti vakiona mutta myös sellainen teräuran kulkussuunnassa kulkeva aaltomuoto on mahdollinen, missä aallonpohjan ja aallonharjan välinen etäisyys aaltomuodon korkeussuunnassa voi vaihdella.

Teräuran 17 pohjan 18 aaltomuodon korkeusvaihtelu teräuran kor-25 keussuunnassa eli aaltomuodon korkeussuunnassa eli suunnassa teräuran 17 pohjan suunnasta teräharjan 16 yläpinnan 16a suuntaan voi vaihdella monella 5 eri tavalla. Erään sovellutusmuodon mukaan aaltomuodon korkeusvaihtelu

(M

^ tapahtuu edullisesti teräuran 17 pohjasta 18 enintään 75% korkeudelle terä- ° uran 17 korkeudesta. Teräuran 17 korkeudella tarkoitetaan mittaa aaltomuo- ^ 30 don alimmasta tai syvimmästä aallonpohjasta 20 teräharjan 16 yläpintaan 16a | eli jauhinpinnan yläpintaan.

o Kuten jo aikaisemmin on esitetty, aaltomuoto voi olla ainoastaan ^ osassa jauhinpinnan teräurista. Tämä toteutus on edullinen varsinkin roottoris- o sa, jolloin jauhintilaan voi muodostua suurempi tilavuusvirtaus ja siten suurem- ^ 35 pi jauhettavan materiaalin kulkua jauhinpinnalla edistävä vaikutus. Aaltomuoto 12 voi kuitenkin olla kaikissa jauhinpinnan teräurissa, jolloin kaikissa jauhinpinnan teräurissa on siis ainakin yksi yksittäinen aalto 22.

Jauhinpinnan leveyssuunnassa eli vastaavasti teräsegmentin leveyssuunnassa W yksittäinen aalto 22 etenee siis siten, että kahdessa vierekkäi-5 sessä teräurassa aallon 22 teräuran 17 suuntaisen poikkileikkausmuodon tietty piste tai kohta on toisistaan poikkeavalla etäisyydellä jauhinpinnan syöttöreu-nasta. Tällaisessa kohdassa aalto 22 etenee jauhinpinnan leveyssuunnassa siis jossakin kulmassa suhteessa jauhinpinnan säteeseen. Tällöin on kuitenkin myös mahdollista aallon edetä jauhinpinnan leveyssuunnassa siten, että yksit-10 täisen aallon 22 teräuran suuntaisen poikkileikkauksen eli teräuran pohjan tietty vastaava piste tai kohta on samalla etäisyydellä jauhinpinnan syöttöreunasta joissakin kahdessa tai useammassa teräurassa, jotka kuitenkaan eivät ole toistensa suhteen vierekkäisiä teräuria.

Erään sovellutusmuodon mukaan on kuitenkin mahdollista, että yksi 15 ja sama aalto 22 etenee jauhinpinnan leveyssuunnassa siten, että aallon 22 teräuran suuntaisen poikkileikkauksen eli teräuran pohjan tietty vastaava piste tai kohta on eri etäisyydellä jauhinpinnan syöttöreunasta jokaisessa niissä teräurassa, joiden kautta kyseinen aalto 22 on sovitettu kulkemaan.

Edelleen jauhinpinnan leveyssuunnassa yksi tai useampi jauhinpin-20 nassa oleva aalto on jauhinpinnan syöttöreunan puoleisella osuudella sovitettu kulkemaan 0-90 asteen kulmassa ja jauhinpinnan poistoreunan puoleisella osuudella 0-90 asteen kulmassa jauhinpinnan säteen suunnasta mitattuna. Lieriö- tai kartiojauhimen tapauksessa jauhinpinnan säteen suunnalla tarkoitetaan jauhinpinnan sitä suuntaa jauhinpinnan syöttöreunalta poistoreunalle, 25 jonka projektio on lieriö- tai kartiojauhinpinnan akselin suuntainen. Toisin sanoen sekä ensimmäisen teräuran 17a että toisen teräuran 17b pohjan 18 tietyn o toisiaan vastaavan aallon pisteen tai kohdan etäisyys jauhinpinnan syöttöreu-

C\J

^ nasta on sovitettu mainituissa teräurissa 17a, 17b siten, että niitä yhdistävä ° kuvitteellinen, joko suora tai kaareva viiva muodostaa jauhinpinnan syöttöreu- ™ 30 nan puoleisella osuudella 0-90 asteen kulman ja jauhinpinnan poistoreunan | puoleisella osuudella 0-90 asteen kulman jauhinpinnan säteen suunnasta o mitattuna.

1^· g Erään sovellutusmuodon mukaan ainakin 50% koko jauhinpinnan o tai jauhinpinnan yhden tai useamman vyöhykkeen teräurista 17 käsittää aalto- ^ 35 maisesti olennaisesti jatkuvasti muuttuvan teräuran 17 pohjan 18 muodon si ten, että teräurien 17 pohjan 18 aaltomaisesti muuttuva muoto muodostaa jau- 13 hinpinnan leveyssuunnassa kulkevan yhden tai useamman aallon siten, että mainitun yhden tai useamman aallon ja jauhinpinnan säteen välille muodostuu kulma.

Edelleen jauhinpinnan leveyssuunnassa tai teräsegmentin 11 leve-5 yssuunnassa kukin yksittäinen aalto 22 voidaan muodostaa monella eri tavalla sen suhteen, halutaanko kyseisellä aallolla olevan jauhettavaan materiaaliin pumppaava vaikutus eli jauhettavan materiaalin siirtymistä jauhinpinnalla edistävä vaikutus vai halutaanko kyseisellä aallolla olevan jauhettavaan materiaaliin pidättävä vaikutus eli jauhettavan materiaalin siirtymistä jauhinpinnalla es-10 tävä tai hidastava vaikutus. Pumppaavalla aallolla tarkoitetaan sellaista aaltoa, joka tuottaa jauhettavalle massapartikkelille sekä jauhinpinnan kehänsuuntai-sen eli teräsegmentin säteen normaalin suuntaisen nopeuskomponentin että jauhinpinnan syöttöreunan suunnasta jauhinpinnan poistoreunan suuntaan suuntautuvan jauhinpinnan säteen suuntaisen nopeuskomponentin. Pidättävälle lä aallolla tarkoitetaan sellaista aaltoa, joka tuottaa jauhettavalle massapartikkelille sekä jauhinpinnan kehänsuuntaisen eli teräsegmentin säteen normaalin suuntaisen nopeuskomponentin että jauhinpinnan poistoreunan suunnasta jauhinpinnan syöttöreunan suuntaan suuntautuvan jauhinpinnan säteen suuntaisen nopeuskomponentin. Esimerkiksi kun katsotaan kuviossa 3 olevia yksit-20 täisiä aaltoja 22 ja kun oletetaan, että kuvion 3 esittämä teräsegmentti pyörii roottorin kokonaisen jauhinpinnan osana päinvastaiseen suuntaan verrattuna kuviossa 3 nuolen W osoittamaan suuntaan, on kullakin yksittäisellä aallolla 22 pumppaava vaikutus jauhettavaan materiaaliin. Samoin kun katsotaan kuviossa 3 olevia yksittäisiä aaltoja 22 ja kun oletetaan, että kuvion 3 esittämä te-25 räsegmentti pyörii roottorin kokonaisen jauhinpinnan osana kuviossa 3 nuolen W osoittamaan suuntaan, on kullakin yksittäisellä aallolla 22 pidättävä vaikutus 5 jauhettavaan materiaaliin. Edelleen, kun katsotaan kuviossa 3 olevia yksittäisiä cv ^ aaltoja 22 ja kun oletetaan, että kuvion 3 esittämä teräsegmentti muodostaa ° osan staattorin kokonaisesta jauhinpinnasta ja kun oletetaan, että roottori pyö- ^ 30 rii kuviossa 3 nuolen W osoittamaan suuntaan, niin staattorin jauhinpinnan yk- | sittäisillä aalloilla 22 on pumppaava vaikutus jauhettavaan materiaaliin. Edel- o leen, kun katsotaan kuviossa 3 olevia yksittäisiä aaltoja 22 ja kun oletetaan, ^ että kuvion 3 esittämä teräsegmentti muodostaa osan staattorin kokonaisesta o jauhinpinnasta ja kun oletetaan, että roottori pyörii päinvastaiseen suuntaan ^ 35 verrattuna kuviossa 3 nuolen W osoittamaan suuntaan, niin staattorin jauhin pinnan yksittäisillä aalloilla 22 on pidättävä vaikutus jauhettavaan materiaaliin.

14

Suurin pumppausvaikutus saadaan kun aallot ovat 45 asteen kulmassa jauhinpinnan säteen suunnasta mitattuna. Tätä suuremmilla ja pienemmillä aallon kulma-arvoilla pumppausvaikutus alkaa pienentyä. Pumppaa-van aallon pienin käyttökelpoinen kulma on noin 5 astetta ja suurin noin 85 5 astetta säteen suunnasta mitattuna. Kulmaa noin 5 astetta pienemmillä ja noin 85 astetta suuremmilla kulman arvoilla ei pumppausta juurikaan käytännössä tapahdu. Hyvin suurella kulman arvolla aaltomuodosta voi tulla todella tiheä koska nousu teräsegmentin leveydellä jää tällöin pieneksi silloin kun aaltojen halutaan kulkevan jatkuvina tai näennäisen jatkuvina teräsegmentistä toiseen.

10 Kun aaltomuodolla halutaan aikaansaada tehokas pumppausvaiku tus, sijoitetaan aallot jauhinpinnalle lähemmäksi 45 asteen kulmaa kuin 0 tai 90 asteen kulmaa säteen suunnasta mitattuna. Hyvä pumppausvaikutus saadaan valittaessa kulmaksi 5 - 85 astetta ja tehokkaampi pumppausvaikutus kulmalla 15-75 astetta.

15 Käytettäessä teräpinnalla pidättävästi sijoitettuja aaltoja ovat vas taavat kulma-arvot mahdollisia eli aallon kulma jauhinpinnan säteen suunnasta mitattuna voi olla välillä 0 - 90 astetta pidättävä. Edullisesti kulma on 5 - 85 astetta pidättävä ja edullisemmin 15-75 astetta pidättävä. Tehokkain pidätys-vaikutus saadaan 45 asteen pidättävässä kulmassa olevilla aalloilla.

20 Sijoittamalla pumppaavassa 15 - 75 asteen kulmassa säteen suun nasta mitattuna olevat aallot roottorin jauhinpinnalle edistetään tällä jauhettavan materiaalin tehokasta turbulentista siirtymistä jauhimen terävälissä. Lähempänä jauhinpinnan syöttöreunaa aaltojen pumppausvaikutus voidaan järjestää vielä tehokkaammaksi varsinkin silloin, kun jauhinpinnan kehänopeus 25 on lähellä syöttöreunaa pienempi kuin lähellä poistoreunaa eli esimerkiksi levy- jauhimen tai kartiojauhimen tapauksessa. Tämänsuuntainen vaikutus aikaan- o saadaan käyttämällä aaltojen pumppauskulmaa 30 - 60 astetta lähinnä syötte en reunaa olevalla jauhinpinnan vyöhykkeellä. Vastaavasti lähempänä jauhinpin-° nan poistoreunaa tai uloimmilla jauhinpinnan vyöhykkeillä voi olla edullista suu- ^ 30 remmasta kehänopeudesta ja tarpeesta hidastaa materiaalin liikettä johtuen | valita vähemmän pumppaava aaltojen kulma roottoriin, jolloin edullinen kulma o on esimerkiksi 5 - 35 tai 55 - 85 astetta säteen suunnasta mitattuna.

h-.

$ Kun sekä roottorin että staattorin aallot valitaan pumppaaviksi niin o tällöin aallot vaikuttavat samansuuntaisesti edistäen materiaalin liikettä terävä-

O

^ 35 Iissä, millä on sekä jauhatuksen kapasiteettia lisäävä vaikutus että myös jauha- tusastetta kasvattava vaikutus. Jauhatusaste kasvaa, koska siirtyminen terävä- 15

Iissä tapahtuu voimakkaasti sekoitettuna virtauksena aikaansaaden sekä kuitujen keskinäistä jauhautumista että niiden siirtymistä ja erityisesti painavan, vähemmän jauhautuneen kuitumateriaalin siirtymistä teräharjojen väliin jauhettavaksi.

5 Kun roottorin aallot ovat pumppaavat ja staattorin aallot pidättävät niin voi olla edullista, että staattorin pidättävä kulma poikkeaa roottorin pump-paavasta kulmasta, jolloin materiaali voi virrata koko ajan tasaisesti terävälissä ja mahdollistetaan kohtuullinen kapasiteetti, koska mikäli kulma olisi sama, niin vastinpinnoilla olevat aallot kohtaisivat toisensa aallonpituuden välein, jolloin 10 materiaalivirta estyisi toistuvasti aallonpituuden välein. Jälkimmäinen voi olla edullinen silloin kun halutaan nimenomaan voimakasta painevaihtelua, mutta kapasiteetista voidaan tinkiä, sillä aaltojen kohdatessa toisensa samanaikaisesti syntyy voimakas paineen muutos, joka siis toistuu aallonpituuden välein roottorin liikkuessa staattorin suhteen.

15 Mikäli yksi tai useampi jauhinpinnassa oleva aalto 22 muodostetaan sekä roottorissa että staattorissa siten, että sen vaikutus jauhettavaan materiaaliin on pumppaava, voidaan jauhaminen toteuttaa tällöin pienellä energiankulutuksella.

Mikäli jauhinpinnassa oleva yksi tai useampi aalto 22 muodostetaan 20 sekä roottorissa että staattorissa siten, että sen vaikutus jauhettavaan materiaaliin on pidättävä, niin jauhettavan materiaalin kulku terävälissä hidastuu, mistä seuraa jauhettavaan materiaaliin kohdistuva pitkä jauhatusaika, mikä tuottaa pitkälle jauhautunutta kuitususpensiota. Tämän ratkaisun käytettävyyttä voi kuitenkin joissakin tapauksissa rajoittaa se, että jauhatukseen käytettävän 25 energian määrä nousee huomattavasti ja jauhatuksen laatu voi myös vaihdella seurauksena siitä, että jauhettava materiaali ei välttämättä etene terävälissä 5 halitusti ja tasaisesti.

(M

^ Sovellutusmuoto, jossa roottorin jauhinpinnassa oleva yksi tai use- ° ampi aalto 22 sovitetaan pumppaavaksi ja staattorin jauhinpinnassa oleva yksi ^ 30 tai useampi aalto 22 sovitetaan pidättäväksi, on kompromissi kahdesta edelli- | sestä sovellutusmuodosta ja sikäli edullinen, että tällöin saadaan aikaan sekä o jauhettavaan materiaaliin kohdistuva tehokas pumppausvaikutus mutta Samal la £3 la toisaalta myös kuitumateriaalin verrattain pitkä viipymäaika tai pysymisaika o terävälissä. Tällöin jauhettava materiaali liikkuu terävälissä hallitusti ja tasai- ^ 35 sesti ja jauhautuu pitkään pysyen silti tasalaatuisena. Myös energiankulutus pysyy kohtuullisena ja jauhatuksella saavutetaan hyvä kuitumateriaalin laatu.

16

Eräs mahdollinen sovellutusmuoto on myös sellainen, jossa roottorin jauhinpinnassa oleva yksi tai useampi aalto 22 sovitetaan pidättäväksi ja staattorin jauhinpinnassa oleva yksi tai useampi aalto sovitetaan pumppaavak-si, saadaan aikaan ratkaisu, jossa jauhettavan materiaalin kulku terävälissä on 5 suhteellisen hidasta, mistä seuraa jauhettavaan materiaaliin kohdistuva pitkä jauhatusaika, täten tuottaen pitkälle jauhautunutta kuitususpensiota. Staattorin jauhinpinnalla olevien pumppaavien aaltojen 2 vaikutuksesta jauhatukseen käytettävän energian määrä pysyy kuitenkin kohtuullisena.

Eräs mahdollinen sovellutusmuoto on myös sellainen, jossa rootto-10 rin jauhinpinnassa oleva yksi tai useampi aalto 22 muodostetaan pumppaa-vaksi ja yksi tai useampi staattorin jauhinpinnassa oleva aalto 22 muodostetaan jauhinpinnan alkuosuudella, lähempänä teräsegmentin 11 syöttöreunaa 14 kuin poistoreunaa 15, pumppaavaksi muuttuen sitten ainakin jauhinpinnan loppuosuudella, lähempänä teräsegmentin 11 poistoreunaa 15 kuin syöttöreu-15 naa 14, pidättäväksi. Tällaisella jauhinpintaratkaisulla toteutettu jauhin toimii pienellä energiankulutuksella, sillä jauhettava materiaali liikkuu terävälissä tehokkaasti ja tasaisesti. Lisäksi staattorin jauhinpinnan loppuosuuden pidättävästä vaikutuksesta jauhin kuormittuu hyvin, koska teräväliin muodostuu riittävän paksu kuitumateriaalikerros, mikä puolestaan johtaa jauhinpinnan pitkään 20 kestoikään. Mikäli roottorin jauhinpinnassa oleva aalto on erityisen pumppaava eli sen kulma suhteessa säteeseen on lähellä 45 astetta, niin staattorin jauhinpinnassa oleva aalto on edullisesti vähemmän pumppaava eli sen kulma suhteessa säteeseen on verrattain suuri, pysyy kuitususpensio pidempään jauhin-tilassa eli terävälissä.

25 Ratkaisusta saadaan aikaan suurin vaikutus jauhettavan materiaalin käyttäytymiseen jauhinpinnan jauhatusvyöhykkeellä, jauhinpinnan syöttö-5 vyöhykkeellä saadaan aikaan pienempi vaikutus. Tämä aiheutuu siitä, että

(M

^ jauhatusvyöhykkeellä on syöttövyöhykettä suuremmat kehänopeudet, jolloin ° ratkaisun pumppaus- ja pidätysvaikutus korostuvat erityisesti levyjauhimissa, ^ 30 kartiojauhimissa ja levykartiojauhimissa.

£ Muodostettaessa jauhinpinta teräsegmenteistä muodostetaan tietyn o jauhinpinnan muodostavat teräsegmentit edullisesti siten, että kukin yksittäinen

Is- 2¾ aalto, joka jatkuu teräsegmentiltä toiselle, jatkuu katkeamattomana tai olennai- o sesti katkeamattomana teräsegmentiltä toiselle. Olennaisesti katkeamattoma- ^ 35 na jatkuvalla aallolla tarkoitetaan tässä tapauksessa sitä, että kahden te räsegmentin liitoskohdassa kyseisessä aallossa voi olla katkos siten, että jos- 17 sakin teräurassa kahden teräsegmentin liitoskohdassa ei ole kyseistä aaltoa, mutta että aalto jatkuu myöhemmin jälkimmäisessä teräsegmentissä vastaa-vanmuotoisena ja vastaavassa kulmassa suhteessa jauhinpinnan säteeseen kuin aallon muodon perusteella edellisessä teräsegmentissä on oletettavissa.

5 Toisin sanoen aaltomuoto tai sen kuviteltu jatke on olennaisesti samalla säteellä kahden teräsegmentin liitoskohdassa kummankin teräsegmentin vastakkaisilla reunoilla. Näin kukin yksittäinen aalto tai kokonainen aaltorintama kulkee aina yhtenäisesti teräsegmentistä sen vieressä olevaan teräsegmenttiin. Tällä periaatteella toteutetulla teräpinnalla aikaansaadaan jauhettavaan materiaaliin 10 jatkuva ja tasainen vaikutus, jolloin virtaus muodostuu tasaiseksi. Tätä periaatetta on esitetty kuvioissa 7 ja 8, joissa kummassakin on esitetty useita te-räsegmenttejä 11 toistensa viereen sovitettuina. Kuviossa 7 esitetyt aallot 22 kulkevat suorana muotona teräsegmentin 11 poikki ja kuviossa 8 esitetyt aallot kulkevat kaarevana muotona teräsegmentin 11 poikki. Selvyyden vuoksi kuvi-15 oiden 7 ja 8 teräsegmenteissä ei ole esitetty teräsegmentin teräharjoja ja terä-uria. Kuviossa 7 on esitetty, miten kukin yksittäinen aalto 22 jatkuu olennaisesti katkeamattomana siirryttäessä teräsegmentiltä toiselle, samalla säilyttäen aallon kulman suhteessa teräsegmentin säteeseen samana kuin aallon muodon perusteella edellisessä teräsegmentissä on oletettavissa.

20 Kun sekä staattorin jauhinpinnalla että roottorin jauhinpinnalla on ainakin yksi aalto 22, on edullista sijoittaa aallot toistensa suhteen siten, että aaltojen kulma tai nousu on vastakkainen silloin, kun kyseiset jauhinpinnat ovat toisiaan vasten. Tällöin jauhinta käytettäessä aallot kulkevat ristiin eivätkä pääse aiheuttamaan vastaavaa virtaushaittaa kuin jos aaltojen huippukohdat olisi-25 vat kokonaisuudessaan toisiaan vasten. Toisensa ohittaessaan aaltojen harjat muodostavat painevaihtelua jauhinpinnan teräuriin, jolloin jauhettavan materi-5 aalin sekoittuminen terävälissä tehostuu, ja entistä suurempi osa kuiduista oh-

C\J

^ jautuu teräharjojen väliin.

° Edellä olevassa kuvauksessa ratkaisua on tarkasteltu yksittäisen te- ^ 30 räsegmentin ja sen jauhinpinnan kautta, mutta alan ammattimiehelle on sel- £ vää, että se mitä on esitetty koskien yksittäistä teräsegmenttiä ja sen jauhinpin- o taa, koskee myös sellaista jauhinpintaa, joka on muodostettu yhtenä yhtenäi- Γ^· 2¾ senä rakenteena. Jauhinpinnan teräharjat voivat olla säteittäisiä, pumppaavia O) o teräharjoja eli sellaisia teräharjoja, jotka edistävät jauhettavan materiaalin kul- ^ 35 kua pois jauhinpintojen välisestä terävälistä tai pidättäviä teräharjoja eli sellai sia teräharjoja, jotka pyrkivät estämään jauhettavan materiaalin siirtymistä pois 18 terävälistä. Teräharjojen 22 toteutusmuoto ei täten aiheuta mitään rajoituksia aaltomuodon tai yksittäisen aallon 22 toteutukseen jauhinpinnalla.

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

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

δ

(M

o cm

X

cc

CL

o co

LO

CD

o o C\l

Claims (20)

19

1. Jauhimen jauhinpinta (1, 2) lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi tarkoitettuun jauhimeen, jossa jauhinpinnassa (1, 2) on jauhettavan materiaalin syöttövirtauksen suuntaan suunnattava syöttöreuna (14) ja 5 jauhetun materiaalin poistumisvirtauksen suuntaan suunnattava poistoreuna (15) ja joka jauhinpinta (1, 2) käsittää ainakin yhden ensimmäisen teräuran (17a) ja ainakin yhden toisen teräuran (17b), joiden välissä on teräharja (16) ja jossa sekä ensimmäinen teräura (17a) että toinen teräura (17b) käsittävät teräuran (17a, 17b) kulkusuunnassa (A) ainakin yhden aallon (22) siten, että se-10 kä ensimmäisen teräuran (17a) että toisen teräuran (17b) pohjan (18) etäisyys (D17a, D17b) teräharjan (16) yläpinnasta (16a) on sovitettu ainakin jollakin osalla mainittuja teräuria (17a, 17b) muuttumaan olennaisesti jatkuvasti terä-urien (17a, 17b) kulkusuunnassa (A), tunnettu siitä, että mainittu aalto (22) on sovitettu kulkemaan jauhinpinnan (1, 2) le-15 veyssuunnassa (W) ensimmäisen teräuran (17a) ja toisen teräuran (17b) poikki jossakin kulmassa suhteessa jauhinpinnan (1, 2) säteeseen siten, että mainitun aallon (22) aallonharja (19) tai teräuran (17a, 17b) suuntaisen poikkileik-kausmuodon tietty piste tai kohta ensimmäisessä teräurassa (17a) ja toisessa teräurassa (17b) ovat toisistaan poikkeavalla etäisyydellä (SD) jauhinpinnan 20 (1, 2) syöttöreunasta (14).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jauhinpinta, t u n n e tt u siitä, että aalto (22) on sovitettu 5-85 asteen kulmaan ja edullisemmin 15-75 asteen kulmaan suhteessa jauhinpinnan (1,2) säteen suuntaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jauhinpinta, tunnettu 25 siitä, että teräuran (17a, 17b) pohja (18) ulottuu enintään 75% korkeudelle te- räharjan (16) yläpinnan (16a) suuntaan siitä kohdasta teräuraa (17a, 17b), jos-o sa teräuran (17a, 17b) pohjan (18) etäisyys teräharjan (16) yläpinnasta (16a) 4 on suurin. O

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jauhinpinta, ^ 30 tunnettu siitä, että teräuran (17a, 17b) pohjan (18) muutoksen muoto vas- X £ taa säännöllistä aaltomuotoa, jossa aallonpituus on olennaisesti vakio,

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen jauhinpinta, tunnettu siitä, S3 että teräuran (17a, 17b) pohjan (18) muutoksen muoto vastaa siniaallon muo- σ> § toa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen jauhinpinta, tun nettu siitä, että teräuran (17a, 17b) pohjan (18) muutoksen muoto vastaa 20 epäsäännöllistä aaltomuotoa, jossa aallonpituus on sovitettu muuttumaan ainakin jollakin osalla teräuraa (17a, 17b).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen jauhinpinta, tunnettu siitä, että aaltomuodon aallonpituus on sovitettu lyhenemään siirryttäessä teräuran 5 (17a, 17b) kulkusuunnassa (A) jauhinpinnan (1,2) syöttöreunan (14) suunnas ta poistoreunan (15) suuntaan.

8. Jauhimen jauhinpinnan (1, 2) teräsegmentti (11) lignoselluloosa-pitoisen materiaalin kuiduttamiseksi tarkoitettuun jauhimeen, joka teräsegmentti (11) on sovitettavissa muodostamaan osa jauhimen jauhinpinnasta (1, 2) ja 10 jossa teräsegmentissä (11) on teräsegmentin (11) jauhinpinta (12), jossa on jauhettavan materiaalin syöttövirtauksen suuntaan suunnattava syöttöreuna (14) ja jauhetun materiaalin poistumisvirtauksen suuntaan suunnattava poisto-reuna (15) ja joka teräsegmentin (11) jauhinpinta (12) käsittää ainakin yhden ensimmäisen teräuran (17a) ja ainakin yhden toisen teräuran (17b), joiden vä-15 Iissä on teräharja (16) ja jossa sekä ensimmäinen teräura (17a) että toinen teräura (17b) käsittävät teräuran (17a, 17b) kulkusuunnassa (A) ainakin yhden aallon (22) siten, että sekä ensimmäisen teräuran (17a) että toisen teräuran (17b) pohjan (18) etäisyys (D17a, D17b) teräharjan (16) yläpinnasta (16a) on sovitettu ainakin jollakin osalla mainittuja teräuria (17a, 17b) muuttumaan 20 olennaisesti jatkuvasti teräurien (17a, 17b) kulkusuunnassa (A), tunnettu siitä, että mainittu aalto (22) on sovitettu etenemään teräsegmentin (11) jauhinpinnan (12) leveyssuunnassa (W) ensimmäisen teräuran (17a) ja toisen teräuran (17b) poikki jossakin kulmassa suhteessa teräsegmentin (11) jauhin-25 pinnan (12) säteeseen siten, että mainitun aallon (22) aallonharja (19) tai terä-uran (17a, 17b) suuntaisen poikkileikkausmuodon tietty piste tai kohta ensim-o mäisessä teräurassa (17a) ja toisessa teräurassa (17b) ovat toisistaan poik- ^ keavalla etäisyydellä (SD) teräsegmentin (11) jauhinpinnan (12) syöttöreunas- ° ta (14). ^ 30

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen teräsegmentti, tunnettu siili tä, että aalto (22) on sovitettu 5-85 asteen kulmaan ja edullisemmin 15-75 o asteen kulmaan suhteessa jauhinpinnan (12) säteen suuntaan.

$ 10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen teräsegmentti, tunnet- 05 § t u siitä, että teräuran (17a, 17b) pohja (18) ulottuu enintään 75% korkeudelle ^ 35 teräharjan (16) yläpinnan (16a) suuntaan siitä kohdasta teräuraa (17a, 17b), 21 jossa teräuran (17a, 17b) pohjan (18) etäisyys teräharjan (16) yläpinnasta (16a) on suurin.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen teräsegmentti, tunnettu siitä, että teräuran (17a, 17b) pohjan (18) muutoksen muoto vas- 5 taa säännöllistä aaltomuotoa, jossa aallonpituus on olennaisesti vakio.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen teräsegmentti, tunnettu siitä, että teräuran (17a, 17b) pohjan (18) muutoksen muoto vastaa siniaallon muotoa.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen teräsegmentti, 10 tunnettu siitä, että teräuran (17a, 17b) pohjan (18) muutoksen muoto vastaa epäsäännöllistä aaltomuotoa, jossa aallonpituus on sovitettu muuttumaan ainakin jollakin osalla teräuraa (17a, 17b).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen teräsegmentti, tunnettu siitä, että aaltomuodon aallonpituus on sovitettu lyhenemään siirryttäessä terä- 15 uran (17a, 17b) kulkusuunnassa (A) jauhinpinnan (12) syöttöreunan (14) suunnasta poistoreunan (15) suuntaan.

15. Jauhin lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi, tunnettu siitä, että jauhin käsittää ainakin yhden jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukaisen jauhinpinnan (1, 2) tai ainakin yhden jonkin patenttivaati- 20 muksen 8-14 mukaisen teräsegmentin (11).

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen jauhin, tunnettu siitä, että aalto (22) on sovitettu 5-85 asteen kulmaan ja edullisemmin 15-75 asteen kulmaan suhteessa jauhinpinnan (12) säteen suuntaan siten, että aallon (22) vaikutus jauhettavaan materiaaliin on jauhettavan materiaalin kulkua jauhin- 25 pinnalla edistävä tai pidättävä.

17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen jauhin, tunnettu sii- o tä, että yksi tai useampi aalto (22) jauhimen sekä roottorin (3) jauhinpinnalla CM ^ (1) että staattorin (4) jauhinpinnalla (2) on sovitettu 5-85 asteen kulmaan suh- ° teessä jauhinpinnan säteen suuntaan siten, että aallon (22) vaikutus jauhetta- ™ 30 vaan materiaaliin on jauhettavan materiaalin kulkua jauhinpinnalla edistävä.

18. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen jauhin, tu n n ettu sii- o tä, että yksi tai useampi aalto (22) jauhimen roottorin (3) jauhinpinnalla (1) on sovitettu 5-85 asteen kulmaan suhteessa jauhinpinnan säteen suuntaan βίο ten, että aallon (22) vaikutus jauhettavaan materiaaliin on jauhettavan materi- ™ 35 aalin kulkua jauhinpinnalla edistävä ja että yksi tai useampi aalto (22) jauhimen staattorin (4) jauhinpinnalla (2) on sovitettu 5-85 asteen kulmaan suhteessa 22 jauhinpinnan säteen suuntaan siten, että aallon (22) vaikutus jauhettavaan materiaaliin on jauhettavan materiaalin kulkua jauhinpinnalla pidättävä.

19. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen jauhin, tunnettu siitä, että yksi tai useampi aalto (22) jauhimen sekä roottorin (3) jauhinpinnalla 5 (1) että staattorin (4) jauhinpinnalla (2) on sovitettu 5-85 asteen kulmaan suh teessa jauhinpinnan säteen suuntaan siten, että aallon (22) vaikutus jauhettavaan materiaaliin on jauhettavan materiaalin kulkua jauhinpinnalla pidättävä.

20. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen jauhin, tunnettu siitä, että yksi tai useampi aalto (22) jauhimen roottorin (3) jauhinpinnalla (1) on 10 sovitettu 5-85 asteen kulmaan suhteessa jauhinpinnan säteen suuntaan siten, että aallon (22) vaikutus jauhettavaan materiaaliin on jauhettavan materiaalin kulkua jauhinpinnalla pidättävä ja että yksi tai useampi aalto (22) jauhimen staattorin (4) jauhinpinnalla (2) on sovitettu 5-85 asteen kulmaan suhteessa jauhinpinnan säteen suuntaan siten, että aallon (22) vaikutus jauhetta-15 vaan materiaaliin on jauhettavan materiaalin kulkua jauhinpinnalla edistävä. δ (M sj- o δ X Χ CL O h-· CO m σ> o o (M 23