FI123139B - Pyörrepuhdistimen sulkuelinyksikkö - Google Patents

Description

Pyörrepuhdistimen sulkuelinyksikkö

Esillä oleva keksintö koskee laitteistoja kaasu- tai nestemäisten aineiden ja erityisesti sellaisten nestesuspensioiden erottamiseksi tai puhdistamiseksi, jollaisia käy-5 tetään paperin ja kartongin valmistuksessa.

Näiden paperi- ja massateollisuudessa esiintyvien suspensioiden puhdistamiseksi karkeammista ja tai hienommista epäpuhtauksista ja Iikapartikkeleista käytetään pääasiassa pyörrepuhdistinlaitteistoja eli hydrosykloneja tai jäljempänä lyhyemmin 10 sykloneja yksittäistä syklonia tarkoitettaessa.

Kuitususpension läpivirtaus on tavanomaisessa paperi- tai massatehtaassa tavattoman suuri ja käsittelyyn tarvittava syklonimäärä on vastaavasti hyvin suuri. Pyör-repuhdistinlaitteisto voi koostua jopa sadoista, yleensä rinnan kytketyistä sykloneis-15 ta, jotka yhdistetään pyörrepuhdistinryhmiksi. Sarjaan peräkkäin kytkettyjä syk-loniryhmiä voi myös toimia rinnakkaisina. Yksittäiset syklonit voivat tukkeutua tai muuten vaatia ajoittaista puhdistusta tai muuta huoltoa. Tällöin sykloni on irrotettava ryhmästä.

20 Pyörrepuhdistinlaitteiston syklonit ovat alttiita etenkin rejektipään tukkeumille ja yksittäinen sykloni on oltava poistettavissa, purettavissa tai vaihdettavissa. Lisäksi syklonit voivat kulua käytössä ja vaatia vaihtamista aika ajoin. Tunnetun tekniikan mukaisissa pyörrepuhdistinryhmissä syklonien kätevän irrottamisen ja liittämisen ongelmaa on ratkaistu usein eri tavoin, mistä esimerkkinä julkaisu FI78244, jossa

C\J

δ 25 pyörrepuhdistinryhmän syöttö- ja akseptikanavien ja syklonin yhteiden liitos on to-

CNJ

c) teutettu työntöliitoksena, jolloin se on varsin helposti irrotettavissa ja liitettävissä

O

co takaisin. Lisäksi syklonit ovat keskenään vaihtokelpoisia. Tällöin kuitenkin kana-

O

x vayhteys sisään- ja ulostulokanaviin sekä rejektikanavaan jää avoimeksi ja koko sykloniryhmän toiminta on siten pysäytettävä ja laitteiston sisältämää ainetta voi ra 30 vuotaa paljonkin ulos. Lisäksi sykloniryhmässä oleva aine voi olla paineenalaista, ^ kuumaa tai muuten haitallista ja jopa vaarallista huoltotyötä tekevälle henkilölle.

CVJ

Prosesseissa yksittäisen syklonin irrotus ja samalla koko ryhmän sulkeminen ei aina ole edes mahdollista häiritsemättä muita tehtaan aiempia tai myöhempiä tuotan 2 tovaiheita tai aiheuttamatta tuotantokapasiteetin alenemista. Syklonin käynnistymisvaiheessa sen toiminta on normaalia vasta, kun pyörre on saavuttanut täyden nopeutensa, joten koko ryhmän pysäyttäminen tuottaa myös oleellisen hetkellisen laatuongelman kaikkien syklonien joutuessa kohtaamaan uudelleenkäynnistyksen.

5

Syklonin ja pyörrepuhdistinryhmän kanavien väliin voidaan asentaa sulkuelimet kuten julkaisussa US3989628, jolloin yksittäisen syklonin huoltotoimenpiteet voidaan yleensä toteuttaa pyörrepuhdistinryhmän toiminnan juuri häiriintymättä.

10 Nämä sulkuelimet vievät kuitenkin tilaa, jota optimaalisen ahtaasti sijoitettujen syklonien ympärillä ei juuri ole riittävästi. Lisäksi sukuelinten operointi ja toimilaitteet vaativat tilaa, jotta sulkuelimen toimielimeen pääsee käsiksi ja se voisi toimia. Erityisesti vaakatasoon sijoitettuja kaksoissykloneja käytettäessä tilan riittävyys usein estää sulkujen toteuttamisen perinteisin sulkuventtiilein etenkin sisään- ja ulostulo-15 kanavien osalta. Sukuelinten käyttö pyörrepuhdistinryhmissä yksittäisten syklonien sulkemiseksi ei ole kovin yleistä myöskään laite- ja asennuskustannusten vuoksi.

Rejektikanavan sulku on yleensä mahdollista toteuttaa helpommin, koska kapeassa rejektipäässä tilaa on merkittävästi enemmän. Paineistetussa rejektoinnissa on 20 lisäksi usein säätöventtiili, jolla säädetään hylkäyssuhdetta ja jota voidaan useimmiten käyttää myös sukuelimenä. Vapaassa rejektoinnissa ei rejektiyhteessä ole painetta, joten se voi rakenteesta riippuen jopa olla mahdollista jättää sulkematta ilman, että merkittävää vuotoa tai häiriötä prosessille esiintyy.

| 25 Sulkuventtiilejä on yleensä käytettävä tietyssä järjestyksessä, jotta prosessin tuot- g tamat eri jakeet eivät sekoittuisi. Yleensä syöttö- ja akseptivirtausten sulkemisen g olisi hyvä tapahtua oleellisesti yhtaikaa tai ainakin siten, että sisääntuloyhteys, jos- x sa on suurin paine, suljetaan ensin ja ulostulo välittömästi seuraavaksi. Erillisillä ja toisistaan erisuuntaisiksi sijoitetuilla venttiileillä, kuten on esillä julkaisussa oo 30 US3989628, väärän järjestyksen tai muun virhetoiminnon riski on suuri ja joku sul- ^ kuelimistä voi myös jäädä erehdyksessä auki ja siten johtaa häiriöön prosessissa, ^ vuotoon tai vaaratilanteeseen viimeistään silloin, kun sykloni irrotetaan. Yksittäinen erillinen sulku voi myös helposti jäädä avaamatta syklonin vaihdon tai palauttami- 3 sen jälkeen, jolloin sykloni ei toimi tai toimii väärin. Kun sykloneja on huomattavan paljon, inhimillisten virhetoimintojen todennäköisyys korostuu.

Pyörrepuhdistinlaitteiston käyttäjä voi esimerkiksi prosessin tarpeiden muututtua 5 haluta, että laitteisto muutetaan jälkikäteen sellaiseksi, että syklonit ovat helpommin ja vailla edellä mainittuja ongelmia ongelmitta irrotettavissa tai muuten huollettavissa. Tässä tilanteessa ei kuitenkaan ole edullista tehdä muutoksia ja asentaa erillisiä sulkuja jokaiseen pyörrepuhdistinryhmän kanavan ja syklonin liitokseen tai muualle syklonikohtaiseen virtausyhteyteen, koska se on työlästä ja kallista. Sullo kuelinten koko tai syklonin liitosten geometria voi myös johtaa siihen, että muutostyön toteuttaminen estyy tilasyistä. Käytössä olevien syklonien tulisi myös voida sopia takaisin paikalleen sellaisenaan muutostyön jälkeen.

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin mahdollisimman laaja ja monipuolinen rat-15 kaisu näihin ongelmiin. Tarkoitus saavutetaan sillä, että itsenäisen patenttivaatimuksen johdanto-osassa mainittu pyörrepuhdistinlaitteiston sulkuelinyksikkö toteutetaan kuten on esitetty patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa. Keksinnön edulliset toteutusmuodot voivat olla oheistettujen epäitsenäisten patenttivaatimusten mukaisia.

20

Keksinnön mukaisen sulkuelinyksikön tavoitteena on, että yhdistämällä syklonin ja pyörrepuhdistinryhmän kanavien väliset sulkuelimet yhdeksi yksiköksi, saadaan aikaan ratkaisu, joka edesauttaa syklonien tai niiden osien irrottamista, vaihtamista ja huoltamista pyörrepuhdistinryhmän tuotantokäyttöä merkittävästi häiritsemättä ja C\l 5 25 lisäämättä oleellisesti pyörrepuhdistinryhmän tilantarvetta. Vakioidusta yksiköstä on

CM

o) etua myös sekä suunnittelu- että valmistusvaiheissa, joissa sitä voidaan käsitellä

O

co yksittäisenä komponenttina eikä erillisinä osina.

0 cc

Sulkuelinten käyttövirheiden välttämiseksi ja tilantarpeen säästämiseksi on erityi-co 30 sen edullista, että niiden toimilaitteet yhdistetään. Vähintään toimilaitteet olisi järjes-^ tettävä siten, että virheet ovat visuaalisesti helposti hallittavissa. Lähekkäin olevat ^ toimilaitteet auttavat välttämään unohduksia syklonin vaihtotyön keskeytyessä ja lähekkäisyys lisäksi johtaa luonnollisen käytöksen mukaisena oleellisesti peräkkäisiin sulkemisliikkeisiin. Erityisesti virheiltä vältytään, kun sekä syöttö- että aksepti- 4 kanavat ja edullisesti myös rejektikanava suljetaan ja avataan oleellisesti samanaikaisesti yhdellä sulkuliikkeellä.

Jos sulkuelinyksiköllä on syklonin yhteiden sekä pyörrepuhdistinryhmän kanavien 5 kanssa mitoitukseltaan yhtenevät liitoselimet, se voidaan asentaa kätevästi jälkikäteen syklonin ja pyörrepuhdistinryhmän väliin. Lisäksi se on silloin helposti vaihdettavissa uuteen vikaantumisen yhteydessä. Tällöin ei edes tarvita välttämättä ehjää sulkuelintä tilalle, vaan sykloni sopii paikalleen ilman sulkuelinyksikköäkin, vaikka silloin se jää vaille sulkemismahdollisuutta.

10

Se, että sulkuelinyksikön virtauskanavat ja liitoselimet ovat mitoitukseltaan keskenään yhtenevät, lisää yksikön huollettavuutta ja asennuksen joustavuutta muullakin tavalla. Symmetrinen paremmin tiivistyvä kanava voidaan vaihtaa tiivisteiden kulumisen myötä paineenalaiseksi syöttökanavaksi tai aukaisuun vaadittava liiketila 15 voidaan järjestää joustavammin sille puolelle, missä on tilaa paremmin. Liitoselimillä tarkoitetaan kaikkia mahdollisia putkistoissa käytettyjä liitostapoja kuten hitsausta, juottoa, kierreliitoksia, laippaliitoksia tai edullisimmin erilaisia tiivistyviä työntölii-toksia mahdollisine kiinnitys- ja tiivistyselimineen.

20 Kun tavoitteena on tuottaa vain venttiilin auki- ja kiinniolon tilat eikä virtauksen säätöä, pallo-, läppä- ja luistityyppiset venttiilit muunnoksineen siihen soveliaimpia. Ne ovat myös kytkettävissä toimimaan yhdessä ja niiden tilat ovat helposti indikoitavissa.

C\J

δ 25 Luistityyppisillä sukuelimillä erityinen etu on se, että niiden virtauskanavien pitUUS-

CNJ

σ> suuntaista kokoa ei tässä kriittisessä suunnassa juuri ole tarvetta kasvattaa hai-

O

co kaisijan kasvaessa. Lisäksi samaan luistiin on helppo sijoittaa toinen tai useampikin o x virtauskanava sekä sulkeva umpinainen alue rinnakkaisille kanaville. Sukuelimen kuluessa tai tiivistyksen ollessa muuten vaillinainen, mahdollinen sisäinen lievä ro 30 vuoto ei ole ongelma, kunhan sulkuelinyksikkö tehdään ulospäin tiiviiksi. Tämä an-^ taa vapausasteita tiivistyksen suunnittelulle ja sijoitukselle rakenteeseen. Erityisen 00 tilaa säästävä, käytettävyydeltään yksinkertainen ja varma sekä kustannuksiltaan edullinen ratkaisu on käyttää kierrettävää luistia, joka sulkee kaikki virtauskanavat yhdellä kertaa.

5 Käytettäessä suurehkoja virtauskanavien halkaisijoita, palloventtiilien ongelmana on se, että ne vievät virtauskanavan pituussuunnassa samassa suhteessa enemmän tilaa kuin mitä halkaisija kasvaa. Esimerkiksi sykloneissa yleinen n. 80 mm 5 halkaisija johtaa automaattisesti varsin pitkään sulkuyksikön rakenteeseen. Pallo-venttiileillä on toisaalta se etu puolellaan, että standardiventtiileilläkin on yleensä auki- ja kiinniolon indikointi selvästi näkyvissä toimilaitteen kuten kahvan asennosta tai merkinnästä. Vastaavia indikointeja voidaan käyttää toki myös muiden venttiili-tyyppien yhteydessä.

10 Läppäventtiili voisi myös tulla kyseeseen edullisen lyhyehkön rakenteensa vuoksi, mutta etenkin kuitususpensioiden yhteydessä tämän tyypin toimintavarmuus voi muodostua huonoksi kuitujen tarttuessa ja kertyessä virtauksessa oleviin läpän elimiin. Läppäventtiilejä on toteutettu myös siten, että irrotettavan yhteen liike saa 15 aikaan sulkuliikkeen ja myös yhdettä takaisin asetettaessa yhde itse toimii toimilaitteena. Tämä olisi venttiilien tilan varmistamisen kannalta paras ratkaisu.

Erittäin lyhyt rakenne voi johtaa siihen, että edes sulkuelinyksikköä jälkeenpäin pyörrepuhdistinryhmään asennettaessa, ei edes syklonin kiinnityselimiin tarvitse 20 tehdä merkittäviä muutoksia. Pyörrepuhdistinryhmän rejektikanavien ja syklonien väliset liitoselimet voivat yleensä sallia pieniä asentomuutoksia, jolloin muutostyöstä johtuva muutos syklonin syöttöpään sijainnissa ei aiheuta vuotoa tai muita ongelmia rejektipään tai muiden liitosten tiiviydelle taikka syklonin kiinnitykselle tai toiminnalle. Jos rejektipään liitoselimiä tai kanavaa tarvitsee muuttaa soveltuvaksi

C\J

o 25 syklonin uuteen asemaan, se voidaan tehdä esimerkiksi joustavaa tai pidennettyä σ> rejektikanavaa tai -yhdettä käyttämällä.

i

CO

o x Sulkuelinyksikön rakenteen tuoma lisä kanavien pituuteen on usein oleellisempaa silloin, jos syklonin yhteiden keskiakselit ovat samansuuntaiset kuin syklonin pi- ra 30 tuusakseli, jolloin rejektipää siirtyy aina saman verran syklonin akselin suunnassa.

^ Silloin myös kiinnityselimiin voi joutua tekemän suurempia muutoksia. Kun syklonin 00 syöttö- 6 ja akseptiyhteiden 7 keskiakselit ovat suunnatut syklonin pituussuuntai seen akseliin nähden suorassa kulmassa, rejektipään muutostarve jää useimmiten 6 pienemmäksi. Sykloniryhmälle on ylimääräistä tilaa usein vähemmän käytettävissä syklonin pituusakselin suunnassa.

Luistityyppinen sulkuelinyksikkö voidaan valmistaa edullisesti esimerkiksi muovista 5 ruiskupuristamalla, jolloin monimuotoisia kappaleita ei tarvitse juuri muuten erikseen työstää. Yksikkö voidaan helposti kokoonpanna sijoittamalla tiivisteet ja luisti paikalleen ja liittämällä yksikön osat laipoistaan yhteen. Myös purkaminen ja osin vaihto on yksinkertaista.

10 Sulkuelinyksikön valmistaminen voi eräissä tilanteissa olla edullisinta toteuttaa siten, että yksikön sulkuelimet ovat erillisiä, mutta ovat järjestettävissä yhtenäistä yksikköä vastaavaksi erilaisin tuki- ja liitoselimin. Silloin sulkuelinyksikkö voi olla koostunut esimerkiksi vähintään kahdesta erillisestä, yhteen kiinnitetystä sukuelimestä kuten palloventtiilistä liitoselimineen. Tällöin myös esimerkiksi syklonin rejek-15 tiyhteen ja pyörrepuhdistinryhmän rejektikanavan sulkemista varten voidaan helpommin optiona lisätä kolmas ja mahdollisia muita syklonin yhteitä varten useampikin sukuelin samaan sulkuelinyksikköön.

Edullisesti sulkuelinyksikön ja syklonin syöttöyhteen sekä sulkuelinyksikön ja syk-20 Ionin akseptiyhteen väliset liitoselimet ovat niiden keskiakselien suunnassa yhdensuuntaiset. Tällöin syklonin syöttöpään irrottaminen ja liittäminen voidaan suorittaa yhdellä liikkeellä.

Silloin, kun käytetään sukuelimiä, jotka eivät ole yhteen liitettyjä, on virhetoiminto-

C\J

δ 25 jen välttämiseksi edullista, että sulkuelinyksikön toimilaitteet ja sukuelinten toimi-

CNJ

σ> laitteiden tilaindikaattorit ovat sovitetut siten, että auki- ja kiinniolon tilat ovat yh-

O

co tenevästi esillä. Nämä indikaattorit tulisi samalla sijoittaa niin, että ne näkyvät sa-

O

x masta katselusuunnasta, mieluiten siitä suunnasta, jolta suunnalta käytetään sul-

CC

kuelinten toimilaitteita.

oo 30 m ^ Yleensä rejektivirtauksen sulkeminen tai avaaminen voidaan toteuttaa ilman että ^ se tehdään oleellisesti yhtaikaisesti syöttö- ja akseptikanavien sulkemisen tai avaamisen kanssa, mutta virhetilanteiden välttämiseksi voi sulkuelinyksikkö sisältää sukuelimet myös rejektiyhteyden sulkemiseksi. Tällöin on usein edullista että 7 sulkuelinyksikön rejektikanava sijoitetaan syöttö- ja akseptikanavien viereen ja sen sulkeminen ja avaaminen toteutetaan samalla luistiventtiilillä tai yhteen kytketyillä toimilaitteilla yhdessä muiden kanavien sulkemisen tai avaamisen kanssa.

5 Eräissä pyörrepuhdistinryhmissä käytetään lisäksi sykloniin syötettävää huuhtelu-tai muuta yleensä rejektipäähän syötettävää virtausta laitteiston ominaisuuksien parantamiseksi. Edullisesti sulkuelinyksikkö sisältää sulkuelimet myös tällaisen erityisen kanavan sulkemiseksi. Tämän virtauksen avaaminen ja sulkeminen voi prosessin tarpeen vuoksi olla syytä toteuttaa vaiheistettuna eikä oleellisesti samanai-10 kaisena. Huuhtelu- tai joku muu virtaus ei tosin aina sovellu yhtäaikaiseen sulkemiseen ja avautumiseen ja silloin on käytettävä erillisiä toimilaitteita yhteen kytkettyjen sijasta. Toimilaitteiden jakamiseen erillisiksi voi johtaa myös liian suureksi kasvava voima, jonka avaus- ja sulkemisliikkeet vaativat.

15 Keksinnön mukaiset edut tulevat parhaiten esiin, mitä enemmän pyörrepuhdistin-laitteistoon tai -ryhmiin sisältyy sykloneja, mutta pääosa edut toteutuvat pääosin myös yksittäisen syklonin tapauksessa, mutta laitteiston puhdistusprosessin pysähtymiseltä sulkuelinyksikön sulkemisen ajaksi ei tällöin toki voi välttyä.

20 Keksintöä kuvataan nyt viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuva 1 esittää tunnetun tekniikan mukaisen periaatteellisen esimerkin pyörrepuh-distinlaitteistosta liitettynä tuotantovaiheissa niitä aiempiin ja myöhempiin prosessi-laitteisiin. Laitteisto koostuu tiiviisti asennetuista kaksoissykloneista koostuvista

C\J

δ 25 pyörrepuhdistinryhmistä. Kyseinen tuotantolaitteisto kuvaa paperikoneen perälaati-

CNJ

c) kon lähestymisjärjestelmää.

o

CO

o x Kuvat 2a ja 2b esittävät esimerkkejä neljän erillisen syklonin muodostaman pyörre- cc puhdistinryhmän ja syklonien välisistä liitännöistä.

c8 30

LO

^ Kuva 3a esittävät keksinnön erästä, kierrettävällä luistilla toteutettua sovellusmuo-

O

toa sivukuvantona.

8

Kuva 3b esittää kuvan 2a sivukuvannon poikkileikkauksia sulkuelinyksikön kohdalta luistin eri ääriasennoissa.

Kuva 4 esittää periaatekuvia eräistä yhteisin toimielimin toteutetuista luistiventtiili-5 tyyppisistä sovellusmuodoista.

Kuvan 1 pyörrepuhdistinlaitteisto koostuu lukuisista kaksoissykloneista, jotka on mahdollisimman tiiviisti pakattu useiksi ryhmiksi 1, joihin syklonit 2 on liitetty sisääntulo- eli syöttökanaviin 3, ulostulo- eli akseptikanaviin 4 sekä rejektikanaviin 5. 10 Lisäksi kuvassa esiintyy esimerkkejä puhdistusvaihetta edeltävistä ja seuraavista tuotantolaitteista. Tyypillisesti edeltävät ja seuraavat prosessit ovat jatkuvatoimisia ja hyvä esimerkki on paperikoneen perälaatikon lähestymisjärjestelmä, jossa tosin voi olla huomattavasti suurempi määrä sykloneja ja paljon ahtaammin sijoitettuna kuin esimerkkikuvassa.

15

Kuvat 2a ja 2b esittävät tarkemmin pyörrepuhdistinryhmän ja syklonien välisiä lii-täntöjä. Siinä neljän syklonin ryhmä on esitetty kahdesta eri suunnasta ja yhteen sykloniin on liitetty keksinnön mukainen sulkuelinyksikkö. Syklonin syöttö- 6 ja ak-septiyhteiden 7 keskiakselit ovat suunnatut syklonin pituussuuntaiseen akseliin 20 nähden suorassa kulmassa, jolloin jälkiasennuksessa rejektipään muutostarve jää useimmiten pienemmäksi.

Syöttökanavan 3 kautta syötetään sykloneille puhdistettava suspensio. Aksepti-kanavasta 4 tulee tyypillisesti ulos puhdistettu suspensio eli aksepti ja rejekti-

C\J

δ 25 kanavien 5 kautta poistuvat raskaimmat komponentit eli rejekti, joka yleensä Sisäl-

CNJ

δ tää epäpuhtaudet, o

CO

o x Tuotantoprosessin ja lopputuotteen näkökulmasta on toki mahdollista että pyörre- puhdistinryhmän 1 rejektikanavasta 5 saatavaa suspensiota käytetään myöhem-ra 30 män prosessin raaka-aineena ja akseptikanavasta 4 poistuvaa suspensiota hylät-^ tävänä jakeena tai sivutuotteena, mutta sillä ei ole merkitystä keksintöön liittyvän ^ ongelmakentän ja esitettävien keksinnöllisten ratkaisujen kanssa.

9

Tyypillisesti pyörrepuhdistinryhmän 1 syklonit 2 on liitetty toisiinsa rinnankytkettyinä, eli kaikille sykloneille 2 syötetään samaa suspensiota ja myös aksepti- ja rejek-tivirtaukset yhdistetään asianomaisiin kanaviin. Tällöin yhden syklonin 2 poistaminen ei välttämättä merkittävästi häiritse prosessia muiden jatkaessa toimintaansa 5 normaalisti, kun irrotettavan pyörrepuhdistinryhmän 1 kanavien yhteydet sykloniin suljetaan. Mikäli syklonit 2 toimisivat peräkkäisinä eli sarjaan kytkettyinä, jolloin aksepti- tai rejektivirtaus ohjataan seuraavan syklonin syöttövirtaukseksi, tuotannon katkeamattomuuden etua ei saavutettaisi ainakaan niin hyvin kuin rinnankytken-nässä, ellei sarjaan kytkettyjen syklonien rinnalla toimi rinnalla muita vastaavia sykit) loniryhmiä. Siilon, kun pyörrepuhdistinryhmät ovat järjestetty keskenään sarjaan kytketyiksi, itse ryhmä toimi rinnan kytkettynä ja tällöin edut saadaan täysimääräisinä esiin.

Sykloni toimii siten, että syöttämällä tangentiaalisesti syöttöyhteestä 6 puhdistetta-15 va aine paineella putkimaisen syklonin 2 yleensä paksumpaan päähän, saatetaan syötettävä aine pyörivään liikkeeseen. Silloin keskipakovoiman ansioista kevyin jae, aksepti poistuu pyörteen keskeltä akseptiyhteeseen 7 ja raskain jae, rejekti pyörteen ulkokehältä johtuen syklonin yleensä kartiomaista osuutta pitkin rejektiyh-teelle 8. Akseptiyhde 7 sijaitsee kuvassa 2b syöttöyhteen takana samalla kohtaa.

20

Kuvassa 2b vasemmalla puolella oleva sykloni on asennettu pyörrepuhdistinryh-mään ilman sulkuelimiä ja oikealla puolella olevan syklonin ja ryhmän kanavien väliin on asennettu keksinnön mukainen sulkuelinyksikkö 9 sekä rejektivirtaukseen vaikuttava venttiili 10.

C\J

δ 25 c\j g Sekä aksepti- 7 että rejektiyhteet 8 voivat olla paineistamattomia tai jopa alipainei- g siä. Paineistamatonta rejektiyhdettä 8 käytettäessä kyse on vapaasta rejektoinnis- x ta. Kun rejektin virtausta syklonista 2 rejekti kanavaan 5 säädetään venttiilillä 10 cc syklonin toiminnan säätämiseksi, on kyseessä paineistettu rejektointi.

08 30 m g Kuvissa 3a ja 3b on esitetty sulkuelinyksikön 9 eräs erittäin edullinen, kierrettävällä 00 luistilla 13 toteutettu sovellusmuoto. Kuvan 3a ylemmässä kuvassa on esitetty syk lonin liittyminen pyörrepuhdistinryhmään ilman sulkuelinyksikköä ja alemmassa ku- 10 vassa sulkuelinyksikkö on liitettynä syklonin ja pyörrepuhdistinyksikön kanavien 3 ja 4 väliin.

Kyseinen sulkuelinyksikkö perustuu kolmeen peruskomponenttiin: 5 - Sisempi pääty 12, joka liitetään pyörrepuhdistinryhmän 1 syöttö- 3 ja aksep- tikanaviin 4 liitoselimin 15, - ulompi pääty 11, joka liitetään syklonin syöttö- 6 ja akseptiyhteisiin 7 liitoselimin 14 sekä - sukuelimenä toimiva luistil 3 mahdollisine tiivisteineen, jotka asetetaan pää- 10 tyjen 11 ja 12 väliin.

Nämä voidaan koota yhteen sulkuelinyksiköksi 9 esimerkiksi kiinnittämällä ne yhteen pulteilla päätyjen 11 ja 12 laipoista.

Kuvien 3a ja 3b mukainen ratkaisu ei erottele sitä, kummassa virtauskanavassa 15 virtaa syöttö- ja kummassa aksepti, elleivät kanavat ole erikokoisia. Siten yksikkö on mahdollista asentaa kahteen asentoon eli 180 astetta käännettynä siten, että syöttö- ja akseptikanavat vaihtuvat keskenään.

Luistia 13 voidaan kiertää esimerkiksi luistin säteen suuntaiseen reikään 18 asetet-20 tavalla kiinteällä tai irrallisella vivulla kuten kuvan 4 vipu 19, joka toimii toimilaitteena. Luistissa 13 voi olla muunkinlaiset ulokkeet kuten kiinteä vipu tai neliö- tai kuu-siomainen ulkoinen muoto erillisen toimilaitteen kytkemistä varten. Jos toteutetaan samalla sulkuelinyksiköllä 9 eriaikaisia sulkemisia, luisteja 13 voidaan asettaa useampia päällekkäin ja aukottaa ja tiivistää ne sekä päädyt asianmukaisesti.

C\J

δ 25 c\j δ Luistin 13 on hyvä asettua oikein aukioloasentoon kuten kuvassa 3b vasemmalla,

O

co jottei virtaus häiriintyisi tai partikkeleja kertyisi sulkuelimen uriin sekä edullisesti o x myös kiinnioloasentoon kuten kuvassa 3b oikealla. Tämä voidaan varmistaa ja luis tin 13 liikettä rajoittaa esimerkiksi luistiin 13 tehdyn uran 16 ja päätyjen väliin sovi-ra 30 tetun rajoittimen 17 avulla.

δ

Liitoselimeksi erittäin edullinen irrotettava ratkaisu on kuvassa 3a esitetyn kaltainen tiivistävä työntöliitos, joka on laajasti käytetty ja vastaava kuin patentista Fl 78244 tunnettu. Se voidaan toteuttaa yksinkertaisesti myös sovitteen uraan asetetulla O- 11 renkaalla. Myös muita tunnettuja putkien liittämismenetelmiä kuten kierre- tai laip-paliitoksia voidaan käyttää. Tyypillisesti kanavat ja yhteet liitoselimineen ovat pyö-rähdyssymmetrisiä valmistettavuuden ja tiivistettävyyden vuoksi ja niillä on siten keskiakseli X liitoselimillä 14 ja keskiakseli Y liitoselimillä 15.

5

Kun sykloni 2 halutaan irrottaa pyörrepuhdistinryhmästä 1, on usein oleellista, että virtaus syöttöyhteeseen 6 suljetaan joko ensin tai samanaikaisesti akseptiyhteen 7 virtauksen kanssa. Muutoin sykloni 2 voi paineistua liikaa. Yleensä sukuelinten samanaikainen sulkeminen yhteen kytketyin toimilaittein on hyvä sekä helpoin ja 10 varmin ratkaisu. Vaikka sulkuelinyksikön 9 sukuelinten toimilaitteet ovat yhteen kytketyt, on mahdollista saada sulkuelinyksikkö toimimaan porrastetuin sulkemis- ja aukeamishetkin, jolloin sukuelinten aukkojen sijainti ja/tai muoto tai niiden toimilaitteiden yhteen kytkemisen toteutus on sellainen, että varsinainen sulkeminen tapahtuu vaiheittain, yksi kanava ennen toista.

15

Rejektivirtauksen sulkeminen ei ole välttämätöntä, jos se on paineeton ja ei vuoda takaisinpäin, mutta usein sekin on tarpeen. Yleensä tämä sulkeminen tehdään viimeiseksi, mutta yhteen kytketyin sukuelimin se voidaan yleensä toteuttaa samanaikaisestikin. Kuvien 3 a ja 3 b mukaisessa ratkaisussa tämä tarkoittaisi edullisesti 20 sitä, että sulkuelinyksikössä 9 olisi kolme virtauskanavaa, joiden sulkeminen toteutettaisiin yhteisellä luistilla 13, jossa olisi kolme vastaavaa aukkoa.

Myös yksisuuntaventtiiliä säätö- tai sulkuventtiilin 10 sijasta tai erillistä tulppaa voi olla mahdollista käyttää rejektivirtauksen sulkemiseen.

CM

δ 25

CvJ

c) Oleellisinta keksinnön toiminnan kannalta on, että sulkuelinyksikkö 9 liitetään vä- 8 hintaan pyörrepuhdistinryhmän 1 syöttö- 3 ja akseptikanavan 4 ja siihen liitetyn x syklonin 2 väliin ja se, että sykloni 2 on liitetty yksikköön syöttö- 6 ja akseptiyhteis- tään 7 irrotettavissa olevin liitoselimin 14. Tämä irrottaminen ei ole välttämätöntä, ra 30 jos sykloni on muuten purettavissa huoltoa ja osien vaihtoa varten.

δ

Samassa yksikössä lähekkäin olevat sulkuelimet johtavat luonnollisiin, oikeassa järjestyksessä toteutettaviin kanavien sulkemisiin ja siten inhimillisten virhetoimintojen riskiä vältetään. Erityisesti virheiltä vältytään, kun sekä syöttö- että aksepti- 12 kanavat suljetaan oleellisesti samanaikaisesti yhdellä sulkuliikkeellä. Tämän jälkeen tai edullisesti samalla voidaan sulkea mahdollinen rejektikanavan sulku.

Sulkuelinyksikön 9 sulkuelimet voivat olla esimeriksi luisti-, läppä tai palloventtiilejä. 5 Luisti- ja läppäventtiileillä toteutettuina rakenne saadaan kaikista lyhyimmäksi ja siten kompakteimmaksi. Virtauskanavan pituuden lisäys sulkuelinyksikön 9 asentamisen johdosta voi jopa jäädä pienemmäksi kuin mikä on syklonin yhteiden halkaisija, jolloin ryhmän koon lisäys ei yleensä vielä ole kriittistä koko pyörrepuhdis-tinryhmän 1 tilantarpeelle.

10

Sulkuelinyksikkö 9 voi olla koostunut erillisistäkin sulkuelinkomponenteista, jotka on liitetty kiinteästi toisiinsa, esimerkiksi kaksi palloventtiiliä kiinteästi yhteen liitettynä edullisesti siten, että näiden sulkuelinkomponenttien ja syklonin 2 syöttö- 6 ja ak-septiyhteiden väliset liitoselimet 14 ovat valmiiksi asemoitu siten, että sykloni on 15 paikalleen liitettävissä esimerkiksi tiivistyvällä työntöliitoksella.

Kuvassa 4 on esitetty erilaisia vaihtoehtoisia luistiventtiiliin perustuvia ratkaisuja sulkuelinyksikön 9 toteuttamiseksi yhdistetyin toimielimin. Venttiilin toimilaitetta 20 käytetään reikään 18 liitettävällä kiinteällä tai erillisellä vivulla 19. Alemmassa ku-20 vassa luistien muoto toimii edullisesti ääriasentojen rajoittimena vailla erillisiä osia. On selvää, että näitä rakenteita voidaan toteuttaa vastaavasti myös useamman kuin kahden yhtaikaisesti toteutettavan avaamisen tai sulkemisen yhteydessä tai erillisin toimilaittein.

CM

o 25 Sulkuelinyksikön 9 ja pyörrepuhdistusryhmän 1 kanavien välisten liitoselinten 15

CM

σ> sekä sulkuelinyksikön ja syklonin 2 välisten liitoselinten 14 ei tarvitse olla samanlai-

O

co siä keskenään eikä edes virtaussuuntaan nähden samalla puolella eikä niiden tar-

O

x vitse olla yhdenmukaisesti suunnattuja. Kiinteitä liitoksia tuottavia liittämismenetel- ^ miä kuten liimaus, juotto tai hitsaus voidaan myös käyttää liitoseliminä mutta yleen- oo 30 sä vain sulkuelinyksikön 9 ja pyörrepuhdistusryhmän 1 välisissä liitoksissa. Koska ^ sykloni 2 olisi oltava huollettavissa mahdollisimman monien etujen saavuttamisek- ™ si, joko syklonin yhteet on voitava irrottaa sulkuelinyksiköstä 9 tai sitten syklonin on oltava purettavissa huoltoa tai osien vaihtoa varten. Irrotettavien liitoksen liitoselimet 14 edullisimmin sijaitsevat suoraan sulkuelinyksikön yhteydessä, mutta kek 13 sinnön kompaktius ja monet edulliset suoritusmuodot tuovat rajoitettua etua, vaikka sulkuelinyksikkö 9 ja sykloni 2 eivät olisi suoraan kytketty toisiinsa yhteisin liitoselimin 14 vaan välissä olevien putkien ym. kanavien välityksellä.

5 Edullisesti sulkuelinyksikön 9 sekä syöttö- että akseptikanavien 13 sulkuelimet ovat yhteenkytketyt siten, että molemmat sulkeutuvat ja avautuvat yhdellä sulku- tai avausliikkeellä. Luistiventtiilin osalta sulkuelinten yhteen kytkeminen toteutuu niin, että luistin 13 ja päätyjen virtauskanavat ovat normaalisti samalla kohtaa ja siten täysin avoimet ja sulkeutuvat luistia 13 liikutettaessa joko yhtaikaa kuten kuvassa 10 3b tai tarkoituksellisesti vaiheistettuna. Vaiheistetussa sulkemisessa luistiin 13 on tehtävä liikesuunnassa pitkulainen eikä päätyjen 11 ja 12 virtauskanavien muotoinen reikä, jotta molemmat kanavat olisivat yhtaikaa kokonaan avoimet mutta sulkeutuminen ja avautuminen tapahtuisivat luistin eri asemissa. Vaiheistettu sulkeminen johtaa samalla siihen, että avautuminen tapahtuu päinvastaisessa järjestyk-15 sessä.

Muilla sulkuventtiilityypeillä voidaan esimerkiksi niiden toimilaitteiden akselit tai muut toimielimet yhdistää yhtaikaisen tai vaiheistetun sulkemistoiminnon aikaansaamiseksi. Vaiheistetussa sulkemisessa tämä yhdistäminen toteutuu siten, että 20 toimielimiä yhdistävät elimet tai esimerkiksi palloventtiilien akselien asemointi toistensa suhteen on järjestetty siten, että sulkeutuminen tapahtuu soveltuvalla vaiheistuksella halutussa järjestyksessä.

Eräässä edullisessa sovellusmuodossa, jollaisia ovat myös kuvien 3a ja 4 mukaiset

C\J

δ 25 ratkaisut, syklonin syöttöyhteen 6 keskiakseli X sekä syklonin akseptiyhteen 7 kes-

CNJ

σ> kiakseli X ja niiden liitoselinten 14 keskiakselit X ovat yhdensuuntaiset. Tällöin syk-

O

ra Ionin 2 syöttöpään irrottaminen ja liittäminen voidaan suorittaa yhdellä sulkuelinyk- o x sikön 9 liitoselimien 14 keskiakselien X suuntaisella liikkeellä.

CC

CL

ra 30 Sulkuelinyksikön 9 jälkiasennuksen, poistamisen, vaihdettavuuden sekä huollon ^ kannalta on erittäin edullista, jos sekä sulkuelinyksikön 9 ja syöttökanavan 3 että ^ sulkuelinyksikön ja akseptikanavan 4 liitoselimet 15 ovat mitoitukseltaan ja keski näiseltä etäisyydeltään yhdenmukaiset syklonin syöttöyhteen 6 ja syklonin akseptiyhteen 7 kanssa kuten kuvassa 3a. Silloin sulkuelinyksikkö 9 sopii ja tiivistyy sa 14 moihin pyörrepuhdistinryhmän 1 syöttö- 3 ja akseptikanavien 4 puoleisiin liitoselimiin 15, joihin syklonikin voi liittyä syöttö- 6 ja akseptiyhteistään 7.

Jos sekä sulkuelinyksikön ja pyörrepuhdistinryhmän (1) syöttökanavan että sul-5 kuelinyksikön ja pyörrepuhdistinryhmän (1) akseptikanavan välisten liitoselimien (15) keskiakselit Y sijaitsevat oleellisesti samalla suoralla kuin vastaavat sulkuelinyksikön ja syklonin syöttöyhteen sekä sulkuelinyksikön ja syklonin (2) aksep-tiyhteen väliset välisten liitoselimien (14) keskiakselit X, sykloni mahtuu jälkiasen-nustilanteessa samaan kohtaan ahtaasen pyörrepuhdistinryhmään 1 vieläkin palo remmin kuin ilman tätä yhteensopivuutta. Silloin myös rejektikanavan 5 ja -yhteen 8 keskinäinen asema muuttuu yleensä mahdollisimman vähän. Kun syklonin syöttö-6 ja akseptiyhde 7 ovat suunnatut syklonin pituussuuntaiseen akseliin nähden suorassa kulmassa tämä rejektipään aseman muutoksen hallinta on oleellisempaa kuin silloin, jos yhteiden keskiakselit ovat samansuuntaiset kuin syklonin, jolloin 15 taas sulkuelinyksikön pituuden muutoksella on selvästi suurempi merkitys syklonin mahtumiselle.

Jos sulkuelimet eivät avaudu ja sulkeudu yhdellä liikkeellä, on edullista, että sulkuelinyksikön 9 toimilaitteet ja sulkuelinten toimilaitteiden tilaindikaattorit kuten pal-20 loventtiilien kahvat ovat sovitetut siten, että auki- ja kiinniolon tilat ovat yhtenevästi esillä. Nämä indikaattorit tulisi edullisesti sijoittaa niin, että ne näkyvät samasta kat-selusuunnasta ja mieluiten siitä suunnasta, jolta suunnalta käytetään sulkuelinyksikön 9 toimilaitteita tai tarkastellaan pyörrepuhdistinryhmän 1 tai syklonien 2 toimintaa.

CM

O 25

CM

ο* Edullisesti sulkuelinyksikkö 9 sisältää sulkuelimet myös rejektikanavan 5 sulkemi- x reen tai virtausyhteys muuten järjestetään kulkemaan sulkuelinyksikön 9 kautta.

^ Sulkeminen ja avaaminen toteutetaan edullisesti samalla luistiventtiilillä tai yhteen oo 30 kytketyin toimielimin yhdessä kanavien sulkemisen ja avaamisen kanssa. Tämä ^ voidaan myös toteuttaa vaiheistetusti tarvittaessa.

CM

Jos sykloniin 2 syötetään lisäksi huuhtelu- tai erityistä muuta virtausta, sulkuelinyksikkö 9 voi sisältää sulkuelimet tämä virtauksen sulkemiseksi. Tämän virtauksen 15 avaaminen ja sulkeminen voi prosessin tarpeen vuoksi olla syytä toteuttaa vaiheistettuna eikä oleellisesti samanaikaisena. Tällainen ratkaisu johtaa helposti siihen, että huuhteluyhteys tai joku muu ei aina sovellu yhtäaikaisen sulkemiseen ja avautumiseen ja on käytettävä erillisiä toimilaitteita yhteen kytkettyjen sijasta. Kun sul-5 jettavia kanavia on yhteensä neljä, voidaan usein edullisesti käyttää kahta samanlaista, esimerkiksi kuvien 3a ja 3b mukaista sulkuelinyksikköä 9 erillisinä yksiköinä, jolloin esimerkiksi rejekti- ja tällainen muu virtaus voidaan avata ja sulkea keskenään yhtäaikaisesti.

10 Vaikka edellä onkin kuvattu tämänhetkisten tietojen valossa keksinnön edullisinta suoritusmuotoa, on alan ammattimiehelle selvää, että keksintöä voidaan monin eri tavoin muunnella sen laajimman mahdollisen suojapiirin rajoissa, jota oheiset patenttivaatimukset yksin rajaavat.

15 c\j δ c\j CT) o

CO

o

X

X

Q.

δ co

LO

δ c\j

Claims (11)

1. Pyörrepuhdistinlaitteiston sulkuelinyksikkö (9), joka on liitettävissä liitoselimin (14, 15) pyörrepuhdistinryhmän (1) syöttökanavan (3) ja syklonin (2) syöttöyhteen 5 (6) sekä pyörrepuhdistinryhmän (1) akseptikanavan (4) ja syklonin (2) akseptiyh- teen (7) väliin, tunnettu siitä, että sulkuelinyksikkö (9) sisältää sulkuelimet sekä syöttövirtauksen että akseptivirtauksen sulkemiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkuelinyksikkö, tunnettu siitä, että sullo kuelinyksikön (9) sulkuelimet ovat luistiventtiilejä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkuelinyksikkö, tunnettu siitä, että sul-kuelinyksikön (9) sulkuelimet ovat palloventtiilejä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkuelinyksikkö, tunnettu siitä, että sul- kuelinyksikön (9) sulkuelimet ovat läppäventtiilejä.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen sulkuelinyksikkö (9), tunnettu siitä, että sulkuelinyksikön (9) syöttövirtauksen ja akseptivirtauksen sulkuelimet 20 ovat yhteenkytketyt siten, että molemmat virtaukset sulkeutuvat tai avautuvat yhdellä sulku- tai avausliikkeellä.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen sulkuelinyksikkö (9), tunnettu siitä, että sukuelimenä toimii sulkuelinyksikössä (9) pyörivä luisti(13), jossa on C\J δ 25 virtauskanavat ainakin syöttövirtaukselle sykloniin (2) ja akseptivirtaukselle syk- CNJ σ> Ionista (2). o CO o

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen sulkuelinyksikkö (9), tunnet tu siitä, että sekä sulkuelinyksikön (9) ja syklonin syöttöyhteen (6) että sulkuelinyk-| 30 sikön (9) ja syklonin akseptiyhteyden liitoselimien (14) keskiakselit X ovat yhden- ^ suuntaiset. o CVJ

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen sulkuelinyksikkö (9), tunnettu siitä, että sulkuelinyksikön (9) pyörrepuhdistinryhmään liittyvät liitoselimet (15) ovat mitoitukseltaan yhtenevät syklonin (2) syöttö- (6) ja akseptiyhteiden (7) liitoselimien (14) kanssa.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sulkuelinyksikkö (9), tunnettu siitä, että sekä 5 sulkuelinyksikön (9) ja pyörrepuhdistinryhmän (1) syöttökanavan (3) että sul- kuelinyksikön (9) ja pyörrepuhdistinryhmän (1) akseptikanavan (4) välisten liitoselimien (15) keskiakselit Y sijaitsevat oleellisesti samalla suoralla kuin vastaavat sulkuelinyksikön (9) ja syklonin (2) syöttöyhteen (6)sekä sulkuelinyksikön (9) ja syklonin (2) akseptiyhteen (7) välisten liitoselimien (14) keskiakselit X. 10

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen sulkuelinyksikkö (9), tunnettu siitä, että eriaikaisesti käytettävien sukuelinten toimilaitteiden tilaindikaattorit ovat sovitetut siten, että auki- ja kiinniolon tilat ovat yhtenevästi esitettyjä todettavissa. 15

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen sulkuelinyksikkö (9), tunnettu siitä, että sulkuelinyksikkö (9) sisältää sukuelimet rejektivirtauksen tai huuh-teluvirtauksen tai syklonin (2) muun virtauksen sulkemiseksi. C\J δ c\j i O) o CO o X cc CL δ co m δ c\j