FI12328U1 - Pyörivä rumpuseula - Google Patents

Description

PYÖRIVÄ RUMPUSEULA

Keksintö koskee kuitumassan käsittelyyn tarkoitettua pyörivää rumpuseulaa, jonka pyörimisakseli on kallellaan korkeintaan 30° vaakasuoraan nähden, johon syötetään ensimmäisestä päätysivusta veteen sekoitettua kuitumassaa, joka sekoitetaan rumpuseulan sisällä perusteellisesti nosto- ja/tai siirtoelementtien avulla ja kuljetetaan ensimmäiseltä toiselle päätysivulle. Tällaisen, esimerkiksi julkaisussa DE 10 2012 219 708 AI kuvatun laitteiston avulla on useimmiten määrä sekoittaa veteen, hienontaa ja lajitella likaista keräyspaperia. Tätä varten veteen seostettu keräyspaperi hienonnetaan yleensä vaakasuoran sylinterin/rumpuseulan hajotusvyöhykkeellä nostamalla, vierittämällä ja pudottamalla eli massanosien suhteellisilla liikkeillä toisiinsa nähden. Tähän liittyvällä lajitteluvyöhykkeellä liuennut kuitumassa on sitten määrä erottaa roskista. Kun hienojae kulkee rei'ityksen eli lajitteluaukkojen läpi, roskaa sisältävä karkeajae erotetaan ja johdetaan erilleen rumpuseulasta. Tällaisia tai samankaltaisia rumpuseuloja käyttävän keräyspaperin käsittelymenetelmän etuna on erityisen hellävarainen hajotus, mikä koskee sekä herkkiä kuitulajeja että lajiteltavaksi vastaanotettavia, ei-toivottuja vierasaineita. Tässä yhteydessä on syntynyt kehityssuuntaus kohti yhä suurempia rumpuseuloja ja kasvavia rejektimääriä. Pyörimisen johdosta rumpuseulan keskiosassa syntyy tällöin runsaammin kehräytymiä ja jopa naruista, langoista, harsoista yms. koostuvia punoksia. Nämä kehräytymät kuormittavat rejektinpoistoa ja voivat johtaa jopa rumpuseulan tukkeutumiseen.

Keksinnön tavoitteena on siksi ehkäistä kehräytymien muodostuminen tehokkaasti mahdollisimman pienin kustannuksin.

Keksinnön mukaisesti tavoite saavutetaan siten, että rumpuseulan sisäsivuun asennetaan pyörrevirtauselementtejä, joiden korkeus sisäpuolen poikki on pyörimisakseliin nähden säteittäisessä suunnassa vähintään 25 %, edullisesti ainakin 30 % ja erityisesti vähintään 35 % rumpuseulan halkaisijasta. Näillä pyörrevirtauselementeillä kuitumassaliete saatetaan intensiiviseen pyörteeseen, mikä ehkäisee tai jopa estää kehräytymien tai rejektipunosten syntymistä ja karttumista.

Pyörrevirtauselementtien tulisi ulottua mahdollisimman etäälle rumpuseulan keskiosan sisään. Tästä syystä on edullista, kun pyörrevirtauselementtien korkeus rumpuseulan sisäpuolen poikki on vähintään 50 %, edullisesti vähintään 75 % ja erityisesti vähintään 100 % rumpuseulan keskimääräisestä korkeudesta, joka on täytetty kuitumassalla kyseisessä osiossa.

Yleensä 20-40 % rumpuseulan sisätilavuudesta on täytetty kuitumassalietteellä.

Pyörrevirtauselementit ovat erityisen tehokkaita, kun ne ulottuvat lietepintaan saakka tai jopa sen ylle. Pyörrevirtauselementtien stabiliteetille asetettavat vaatimukset kasvavat tosin tämän myötä. Kun rumpuseulan halkaisija on esimerkiksi 4,5 m, niin täyttökorkeus voi kuitenkin olla vähintään 1,5 m. Tästä syystä on edullista, kun pyörrevirtauselementit on muodostettu levyinä. Näiden levymäisten pyörrevirtauselementtien tulisi jatkua ainakin yhteen tiettyyn suuntakomponenttiin kehän suuntaisesti ja/tai säteen suuntaisesti. Säteittäisellä osuudella levyn ulottuma voidaan rajoittaa rumpuseulan sisäpuolen poikki vallitsevaan korkeuteen, kun taas kehän suuntainen kohdistus minimoi virtausvastuksen.

Jotta estetään kehräytymien muodostuminen itse pyörrevirtauselementteihin, tulisi näiden kaveta pyörimisakselia kohti.

Jotta nosto- ja siirtoelementtien teho ei heikkenisi, tulisi pyörrevirtauselementtien olla järjestettynä aina kahden kehän suuntaisesti peräkkäin sijaitsevan nosto- ja/tai siirtoelementin väliin. Tämä helpottaa lisäksi tukevaa kiinnitystä rumpuseulan sisäsivuun.

Kuitujen käsittelyn parantamiseksi tulisi rumpuseulan ensimmäistä päätysivua seuraavaan hajotusvyöhykkeeseen liittyä aksiaalisesti lajitteluvyöhyke, jossa rumpuseula on rei'itetty, jolloin hienojae virtaa rei'ityksen läpi ja karkeajae erotetaan siitä.

Koska kehräytymiä voi esiintyä molemmilla vyöhykkeillä, tulisi pyörrevirtauselementtejä olla järjestettynä niin hajotus- kuin lajitteluvyöhykkeelle.

Rumpuseulan sisäpuoleen kiinnitettyjä siirtorimoja voidaan käyttää siirtoelementteinä niiden yksinkertaisen mutta kestävän rakenteen ansiosta.

Vaihtoehtoisesti tai lisäksi siirtoelementit on voitu muodostaa esimerkiksi myös rumpuseulan sisäseinään kiinnitetyiksi kierukoiksi.

Riittävän suuren siirtotehon saavuttamiseksi siirtorimat ovat tämän mukaisesti kallellaan pyörimisakseliin nähden. Tämä tarkoittaa sitä, että siirtosuuntaan osoittava siirtoriman pää seuraa pyörimissuunnassa perässä.

Vaadittavan siirtotehon mukaisesti siirtorimojen korkeus rumpuseulan sisäpuolen poikki voi vaihdella.

Rumpuseulassa voi olla lisäksi myös yksi tai useampia keskeltä avoimia ja kohtisuoraan pyörimisakseliin nähden kulkevia väliseiniä. Nämä väliseinät muodostavat rengasmaisen esteen, jonka yli kuitumassaa ja vettä siirretään siirtoelementtien avulla tuloaukosta rumpuseulan vastapäiseen päähän.

Siirtorimoja on samalla voitu kiinnittää rumpuseulan päätyyn ja/tai rajoittuvaan väliseinään.

Kuitumassan hajotuksen ja sen veteen sekoittumisen edistämiseksi tulisi ainakin siirtoelementtejä käsittävän alueen ulkopuolella olla rumpuseulan sisäpuolelle järjestettynä nostorimoja ilman aksiaalista siirtotehoa. Näitä nostorimoja on edullisesti kehän suuntaisesti suurempi lukumäärä kuin siirtorimoja. Tämän lisäksi nostorimoilla on poikkeavan toimintansa vuoksi pienempi korkeus kuin siirtorimoilla.

Mikäli rumpuseulaa pitkin järjestetään tällöin aksiaalisesti useampia nostorimoja peräkkäin, niin näiden tulisi olla rumpuseulan kehän suuntaisesti ainakin hieman limittäin toisiinsa nähden vibraatioiden minimoimiseksi.

Rumpuseulan alapuolelle tulisi lisäksi olla järjestettynä keruusäiliö hienojakeen sekä poisvaluvan veden vastaanottamiseksi.

Rumpuseulan pyörimisakseli voi kulkea vaakasuorassa tai kallellaan vaakasuoraan nähden. Kaltevuuden ollessa toista päätyä kohti alaspäin kuitumassan siirtoa edistetään tätä päätyä kohti, ja kaltevuuden ollessa ylöspäin, ehkäistään.

Seuraavaksi keksintöä on määrä selittää yksityiskohtaisemmin erään suoritusesimerkin avulla.

Oheisessa piirustuksessa: kuvio 1: esittää kaavamaista pitkittäisleikkausta pyörivän rumpuseulan 1 käsittävän lajittelulaitteiston läpi; kuvio 2: esittää vastaavaa poikkileikkausta ja kuvio 3: esittää edelliseen liittyvää osittaista pitkittäisleikkausta.

Lieriömäinen rumpuseula 1 on laakeroitu koteloon ja saatetaan käyttölaitteen avulla pyörimään, jolloin pyörimisakseli 3 kulkee lievästi kallellaan vaakasuoraan nähden. Tämä pieni kaltevuus edistää kuljetusta poistoaukkoa 14 kohti.

Keräyspaperin hajottamiseksi rumpuseulassa 1 on kuvion 1 mukaisesti tässä vasemmanpuoleisen päädyn 4 vieressä tuloaukon 12 käsittävä hajotusvyöhyke 8. Hajotusvyöhykkeellä 8 melko helposti hajotettavan keräyspaperin muodossa oleva kuitumassa 2 sekoitetaan intensiivisesti veden kanssa, jolloin pehmentynyt paperimateriaali hienontuu nosto-, vieritys- ja pudotusliikkeiden seurauksena. Tässä hajotuksessa syntyvän kuitumassalietteen sakeus on n. 18 %.

Kuitumassan 2 jatkokäsittelemiseksi hajotusvyöhykkeeseen 8 liittyy kuvion 1 mukaisesti aksiaalisesti lajitteluvyöhyke 9, jonka osuudelta rumpuseula 1 on rei'itetty, jolloin hienojae virtaa rei'ityksen läpi ja kulkeutuu rummusta 1 keruusäiliöön 13 . Tämän rei'ityksen pidättämä osuus johdetaan karkeajakeena tai rejektinä pois rumpuseulan 1 oikeanpuoleisessa päädyssä 5 olevan poistoaukon 14 kautta.

Lajitteluvyöhykkeen 9 yläpuolelle on usein järjestetty ruiskutuslaite, joka suuntaa vettä rei' itykseen. Tämä puhdistaa rei'ityksen ja saa lisäksi kuitumassalietteen laimentumaan edelleen lajitteluvyöhykkeen 9 sisällä. Pääasiassa keräyspaperista koostuvan kuitumassan 2 hajottamiseksi rumpuseulassa 1 on sisäpuolella nostorimojen tai vastaavien rakennelmien muodossa olevia nostoelementtejä 6. Tällaiset rakennelmat ovat tunnettuja moninaisista muodoistaan ja ne sovitetaan kulloiseenkin käyttötarkoitukseen. Tämän ohella rumpuseulan 1 sisäpuolen ympärykseen on kiinnitetty myös pyörimisakseliin 3 nähden kallellaan olevien siirtorimojen muodossa olevia siirtoelementtejä 6.

Rumpuseulan 1 vastapäistä poistoaukkoa 14 kohti suunnatun aksiaalisen siirtotehon saavuttamiseksi siirtosuuntaan osoittava siirtoriman pää seuraa toisen pään suhteen pyörimissuunnassa 15 perässä.

Vaikka rumpuseula 1 jaettaisiin useammilla, keskeltä avoimilla ja yleisesti kohtisuoraan pyörimisakseliin 3 nähden kulkevilla väliseinillä 10 useiksi osioiksi, niin siirtoelementit 6 voivat kuljettaa kuitumassan 1 useimmiten ongelmitta väliseinien 10 aukon 11 läpi.

Koska epäpuhtaudet kerääntyvät rumpuseulan 1 pyörimisakselin 3 alueella helposti kehräytymiksi ja lopulta punoksiksi, on kuvioiden 2 ja 3 mukaisesti rumpuseulan 1 sisäpuolen ympärykseen asennettu, erityisesti hitsattu, useampia pyörrevirtauselementtejä 7, jotka ulottuvat säteittäisesti rumpuseulan 1 sisään. Nämä pyörrevirtauselementit 7 ulottuvat selvästi nosto- ja siirtoelementtien 6 yli ja ulottuvat keskimääräisen täyttökorkeuden alueelle eli rumpuseulan 1 lietepintaan saakka. Tällä tavalla pyörrevirtauselementeillä 7 voidaan muodostaa rumpuseulan 1 keskiosaan melko suuri pyörre, joka ainakin ehkäisee kehräytymien muodostumista.

Laajamittaisen vaikutuksen kannalta pyörrevirtauselementtejä 7 on hajotusvyöhykkeellä 8 ja lajitteluvyöhykkeellä 9. Pyörrevirtauselementtien 7 välisen yhteisvaikutuksen parantamiseksi tulisi tällöin aksiaalisesti vierekkäiset pyörrevirtauselementit 7 kohdistaa rumpuseulan 1 kehän suuntaisesti ainakin hieman limittäin toisiinsa nähden.

Kuten kuvioissa 2 ja 3 on kuvattu, pyörrevirtauselementit 7 on muodostettu olennaisesti kohtisuoraan pyörimisakselin 3 suhteen kulkevina ja pyörimisakselia 3 kohti kapenevina levyinä. Tässä sovelluksessa kuitumassan 2 pyörimisen aikana pyörrevirtauselementteihin 7 vaikuttavat voimat pysyvät hallittavissa. Lisäksi pyörivä levynreuna ei siten johda ainoastaan pyörteisiin, vaan myös kehräytymien tai jopa punosten katkaisemiseen.

Kiinnityksen helpottamiseksi pyörrevirtauselementit 7 ovat aina kahden kehän suuntaisesti peräkkäin sijaitsevan nosto- ja/tai siirtoelementin 6 välissä. Tämä mahdollistaa puolestaan pyörrevirtauselementtien 7 kiinnittämisen rumpuseulan sisäsivuun ja nosto- ja siirtoelementteihin 6.

Claims (12)

1. SUO JAVAATIMUKSE T

   1. Kuitumassan (2) käsittelyyn tarkoitettu pyörivä rumpuseula (1), jonka pyörimisakseli (3) on kallellaan korkeintaan 30° vaakasuoraan nähden, johon syötetään ensimmäisestä päädystä (4) veteen sekoitettua kuitumassaa (2), joka sekoitetaan rumpuseulan (1) sisällä perusteellisesti nosto- ja/tai siirtoelementtien (6) avulla ja kuljetetaan ensimmäisestä päädystä (4) toiseen päätyyn (5), tunnettu siitä että rumpuseulan (1) sisäpuolelle on asennettu pyörrevirtauselementtejä (7), joiden korkeus sisäpuolen poikki on vähintään 25 % rumpuseulan halkaisij asta.
2. 2. Suojavaatimuksen 1 mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että pyörrevirtauselementtien (7) korkeus sisäpuolen poikki on vähintään 30 %, edullisesti vähintään 35 % rumpuseulan halkaisijasta.
3. 3. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että pyörrevirtauselementit (7) on muodostettu levyinä.
4. 4. Suojavaatimuksen 3 mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että levymäiset pyörrevirtauselementit (7) ulottuvat kehän suuntaisesti ainakin yhteen olennaiseen suuntakomponenttiin.
5. 5. Suojavaatimuksen 3 tai 4 mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että levymäiset pyörrevirtauselementit (7) ulottuvat säteen suuntaisesti ainakin yhteen olennaiseen suuntakomponenttiin.
6. 6. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että pyörrevirtauselementit (7) kapenevat pyörimisakselia (3) kohti.
7. 7. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että pyörrevirtauselementit (7) on järjestetty aina kahden kehän suuntaisesti peräkkäin sijaitsevan nosto-ja/tai siirtoelementin (6) väliin.
8. 8. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että rumpuseulan (1) ensimmäistä päätyä (4) seuraavaan hajotusvyöhykkeeseen (8) liittyy aksiaalisesti lajitteluvyöhyke (9), jonka osuudelta rumpuseula (1) on rei'itetty, jolloin hienojae virtaa rei'ityksen läpi ja karkeajae erotetaan siitä.
9. 9. Suojavaatimuksen 8 mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että pyörrevirtauselementit (7) on järjestetty hajotus- (8) ja lajitteluvyöhykkeelle (9).
10. 10. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että siirtoelementit (6) on muodostettu rumpuseulan sisäpuoleen kiinnitetyiksi ja pyörimisakseliin (2) nähden kalteviksi siirtorimoiksi.
11. 11. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että siirtoelementit (6) on muodostettu rumpuseulan (1) sisäseinään kiinnitetyiksi kierukoiksi.
12. 12. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen pyörivä rumpuseula (1), tunnettu siitä että nostoelementit (6) on järjestetty rumpuseulan sisäpuolelle nostorimoiksi (10) joilla ei ole aksiaalista siirtotehoa.