FI67590C - Virvelrenare - Google Patents

Description

Γβΐ ««KWULUTUSJULKAISU /nr λλ jjS& lRJ utlAccnincsskaift 6 7590 ?ζ§[8 C (45) r:;tcni.ll ; 1110 0¾ 1935 (51) K..nuVct3 D 21 D 5/24, B 04 C 5/081 SUOMI—FINLAND pi) ρμηλιι^—783691 (22, ·—*.»·*> 0, ·,2·7β ' * (23) Atkwpiivt—ClttiglMCadag 01.12.78 (41) Tullut |ulklMtai — Whrtt o«Md| 03.06.79 P»ta»ttl·. j* rekisterihallitut NthtMtep™ j. KuuLMU-n

Petenfc- och registerstyretsMi ' AmMcm utlacd och utUknru» pubHund 31.12.84 (32)(33)(31) Pyydetty «uaikaui —B«ftrd prlorkut 02.12.77 07.11.78 Ruotsi-Sverige(SE) 7713730-5, 7811510-2 (71) Cellwood Grubbens AB, Svarvargatan 11, S-112 49 Stockholm,

Ruots i-Sverige(SE) (72) Kari Arvid Skardal , Stocksund, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Forssin 6 Salomaa Oy (54) Pyörrepuhdist in - Virvelrenare

Esillä oleva keksintö kohdistuu pyörrepuhdistimeen, joka on tarkoitettu kuitu-vesisuspension, erityisesti paperimassasuspension jakamiseksi fraktioihin, joka pyörrepuhdistin on hyvin tunnettua tyyppiä, joka käsittää pitkänomaisen poikkileikkaukseltaan pyöreän pyörrekammion, joka eräältä osalta pituuttaan kapenee toista päätään kohden, jolloin tässä kammiossa on sen laajemmassa päässä olennaisesti tangentiaalinen sisääntuloputki sitä suspensiota varten jota käsitellään ja aksiaalisuuntainen ensimmäinen poistoputki käsitellyn suspension kevyempää fraktiota varten sekä sen kapeammassa päässä aksiaalisuuntainen toinen poistoaukko käsitellyn suspension raskaampaa fraktiota varten.

Tämänlaisia pyörrepuhdistimia käytetään suuressa määrin paperimassateollisuudes-sa paperimassasuspension puhdistamiseksi epäpuhtauksista, esim. (tikuista) (kuitukimpuista) hiekkajyväsistä, metalliosasista ja myös suuremmista metalliesineistä esim. liittimistä, nitomahakasista, neuloista, ruuveista, muttereista ym., joita viimeksimainittuja usein esiintyy jätepaperista valmistetussa paperimassassa.

Tällainen pyörrepuhdistin toimii periaatteessa sillä tavalla, että käsiteltävä 2 67590 suspensio, ns. injekti syötetään suurella nopeudella tangentiaalisen sisään-tuloputken kautta pyörrekammion suurempaan päähän. Syöttö tapahtuu pyörre-kammion seinän sisäpintaa myöten ja syötetty suspensio muodostaa ruuvikier-teen muotoisen pyörrevirtauksen, joka liikkuu pyörrekammion sisäseinää pitkin suuntana kammion vastapäinen kapeneva pää. Tässä pyörrevirtauksessa vaikuttavien keskipakoisvoimien vaikutuksesta suspensiossa olevat hiukkaset pyrkivät järjestäytymään sillä tavalla, että karkeammat ja painavammat osaset, esim. tikkujen, kuitukimppujen, hiekkajyvästen, metallihiukkasten, metalliesineiden ja vastaavien muodostamat epäpuhtaudet kerääntyvät niin paljon kuin mahdollista pyörrekammion seinää vasten kun taas suspensiossa olevat kevyemmät osaset ts. hyödylliset kuidut puhdistettaessa paperimassasuspensiota jäävät lähemmäs pyörrekammion keskiakselia. Pyörrekammion kapenevassa osassa jatkaa lähinnä kammion seinää oleva pyörteen kerros, johon raskaammat epäpuhtaudet ovat rikastuneet, aina pyörrekammion kapeassa päässä olevaan aksiaaliseen poisto-aukkoon saakka ja poistuu tämän kautta painavampana epäpuhtauksia sisältävänä fraktiona eli ns. rejektinä. Pyörrevirtauksen sisäosa sensijaan kääntyy kammion kapenevassa päässä ja jatkaa aksiaalisesti vastakkaiseen suuntaan si-sempänä samoin ruuvikierteen muotoisena pyörrevirtana, joka johdetaan ulos pyörrekammion laajemmassa päässä olevan aksiaalisen poistoaukon kautta kevy-empänä fraktiona ns. akseptina, joka paperimassasuspension puhdistuksessa muodostuu suurimmaksi osaksi hyvistä kuiduista.

Tämäntyyppisissä pyörrepuhdistimissa, joita tähän asti on käytetty paperimassa-suspensioiden puhdistukseen, on pyörrekammio, jonka kapeneva osa on sileäsei-näisen katkaistun kartion muotoinen. Näissä tunnetuissa pyörrepuhdistimissa on kuitenkin osoittautunut, että pyörrekammion kartiomaisesti kapenevassa osassa lähinnä seinää olevan suspensiokerroksen, joka sisältää karkeampia ja painavampia epäpuhtauksia, on usein vaikea siirtyä tarkoitetulla tavalla pyörrekammion kapeaan päähän ja ulos rejektiaukon kautta. Tämä johtaa siihen, että epäpuhtaudet kerääntyvät pyörrekammion kartiomaisesti kapenevaan osaan, mikä voi johtaa siihen, että pyörrepuhdistin lopuksi tukkeutuu täysin ja se on otettava käytöstä puhdistusta varten. Niinikään sattuu usein, että vaikkakaan sellaista täydellistä pyörrepuhdistimeen tukkeutumista ei tapahdu, suspensiossa olevat suuremmat kovaa materiaalia olevat epäpuhtaudet esim. kivet ja metalliesineet voivat jäädä pyörrepuhdistimen kartiomaisesti kapenevaan osaan huoiqattavan pitkäksi aikaa, jolloin ne jatkuvasti pyörrevirran vaikutuksesta pyörivät olennaisesti samalla kohdalla aivan pyörrekammion kartio-seinän lähellä. Tämä on osoittautunut voivan lyhyessä ajassa aikaansaada hyvin vakavia kulumisvaurioita pyörrekammion seinämässä.

3 67590

Olennaisena syynä yllämainittuun, tunnetuissa pyörrepuhdistimissa esiintyvään ilmiöön lienee se, että pyörrekammion kartiomainen seinä aiheuttaa lähinnä seinää olevaan suspensiokerrokseen reaktiovoiman, joka on seinään nähden olennaisesti kohtisuora. Tällä voimalla on siten pyörrekammion laajemman pään suuntainen aksiaalinen komponentti, joka vaikuttaa syöttöpaineen aiheuttamaa voimaa vastaan ja voi balansoida sen, ja joka voima pyrkii ajamaan pyörre-1 virtauksen pyörrekammion kapeampaa päätä kohden. Voidaan ymmärtää, että esim. pyörrekammion kartiomaisesti kapenevan osan aiheuttama pyörrevirtauksen radi-aalinen kokoon pakottaminen aiheuttaa sen, että lähinnä pyörrekammion keski-akselia olevan pyörrevirtauksen osa kääntyy ja liikkuu aksiaalisesti vastakkaiseen suuntaan kohti akseptipoistoaukkoa pyörrekammion laajemmassa päässä. Jos kuitenkin molemmat yllämainitut voimat balansoivat toisensa, jotka vaikuttavat pyörrekammion kartiomaista seinää lähinnä olevaan kerrokseen, johon epäpuhtaudet ovat rikastuneet, voidaan käsittää, että epäpuhtauksien on hyvin vaikeata tarkoitetulla tavalla jatkaa liikettään rejektipoistoaukolle asti pyörrekammion kapeammassa päässä. Paperimassasuspensioiden puhdistamiseen tarkoitetuissa pyörrepuhdistimissa on osoittautunut, että tämä pulma tulee sitä vaikeammaksi mitä suurempi käsiteltävän massasuspension sakeus on. Paperimassan käsittelyssä on kuitenkin olennaisen edullista voida käyttää suuri-sakeuksisia massasuspensioita esim. yli 1 %, koska tämän ansiosta käsittelylaitokseen kuuluvien laitteiden kuten putkistojen, pumppujen yms. koko ja mitat ja siten kustannukset alenevat samoinkuin sakeuttimien tarve.

Näiden probleemien eliminoimiseksi on ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 393 544 ehdotettu pyörrekammion kartiomaisesti kapenevan osan seinämän varustamista yhdellä tai useammalla ruuviviivan muotoisella, joko pyörrevirtauksen kiertosuunnan mukaisella tai sen vastakkaisella kierreuralla, jolla on olennaisesti suorakaiteen tai puolisuunnikkaan muotoinen poikkileikkaus.

Koska kuitenkin tässä ehdotetussa rakennemuodossa kierteen yläpinta samoinkuin kierreuran pohja jatkuvasti ovat kulmassa pyörrekammion keskiakseliin nähden, jotta ne olisivat kartiomaisesti divergoivia pyörrekammion laajempaan päähän päin, niin edellä esitetty probleema pysyy olennaisesti muuttumattomana, nimittäin että lähinnä pyörrekammion seinää oleva suspension osa tulee olemaan kammion seinän reaktiovoimien alaisena, jotka vastustavat suspension siirtymistä kammion kapeammassa päässä olevan rejektipoistoaukon suuntaan. Kierreurien voidaan tosin ajatella, varsinkin jos niiden kiertymissuunta yh-tenee pyörrevirtauksen pyörimissuunnan kanssa, myötävaikuttavan itse kierre-urissa olevan suspension osan siirtymiseen rejektipoistoaukon suuntaan. Koska 4 67590 kierreurat kuitenkin ovat hyvin matalia, noin 1,5 mm, tämä efekti lienee käytännössä varsin vähäinen. Kierreurien syvyyden olennainen lisäys saattaa toisaalta tuoda mukanaan vakavia häiriöitä pyörrevirtauksen sisäosassa, joka pyörrekammion kartiomaisesti kapenevassa osassa kääntyy ja palaa takaisin pyörrekammion laajemman pään suuntaan.

Ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 187 435 on ehdotettu ylläesitetyn tyyppisen, kaasujen puhdistukseen kiinteistä pölyhiukkasista tarkoitetun pyörrepuhdisti-men yhteydessä edellä esitetyn kaltaisen probleeman eliminoimiseksi menetelmää, jossa pyörrepuhdistimen kammion kapenevan osan seinämä varustetaan hyllyllä joka juoksee halkaisijaltaan pieneneväräruuviviivan muotoisena kierteenä kammion kapeampaan päähän päin ja jolla on sama kiertymissuunta kammion akselin ympäri kuin kaasuvirtauksen pyörimissuunta kammiossa, jolloin se seinä, joka yhdistää toisiaan seuraavat kierrokset tästä ruuvikierteen muotoisesta hyllystä, on yhdensuuntainen pyörrekammion akselin kanssa niin, että tämä seinä ei voi aikaansaada minkäänlaista aksiaalisuunnassa vaikuttavaa reaktiovoimaa lähinnä seinää olevaan kaasu-pöly-kerrokseen. Kokeiltaessa vastaavaa pyörrepuhdistimen rakennetta paperimassasuspensioihin on kuitenkin osoittautunut, että tällöin saavutetaan itse asiassa paljon huonompi tulos kuin tavanomaisessa pyörrepuhdistimessa, jossa pyörrekammion kapenevassa osassa on täysin sileä katkaistun kartion muotoinen seinä. Tämä tulos on hiukan yllättävä ja vaikeasti selitettävissä, mutta sen voidaan ajatella mahdollisesti johtuvan siitä, että ruuvikierteen muotoinen hylly itse aiheuttaa pyörrekammion laajempaan päähän päin suunnatun aksiaalisen reaktiovoimakomponen-tin, joka vastustaa ja häiritsee raskaamman fraktion järjestettyä liikettä pyörrekammion kapeammassa päässä olevan rejektipoistoaukon suuntaan. Missään tapauksessa nämä kokeet eivät rohkaise ammmattimiestä yrittämään ruotsalaisen patenttijulkaisun 187 435 mukaisen rakenteen soveltamista paperimassasuspen-sioiden puhdistukseen tarkoitettuun pyörrepuhdistimeen.

On kuitenkin voitu todeta ja esillä oleva keksintö perustuu tälle havainnolle, että puhdistettaessa kuitu-neste-suspensioita erityisesti paperimassasuspen-sioita huomattavasti paljon paremmat tulokset voidaan saada edellä selostetun tyyppisellä pyörrepuhdistimella, jos pyörrekammion kapeneva osa on varustettu vähintään yhdellä kammion laajempaan päähän päin olevalla hyllyllä, joka on ruuvikierteen muotoinen ja jonka halkaisija pienenee kammion kapeampaa päätä kohti ja jonka kiertymissuunta kammion akselin ympäri on sama kuin pyörrevirtauksen pyörimissuunta sillä tavalla kuin on periaatteessa esitetty ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 187 435 kuitenkin sillä olennaisella erolla, 5 67590 että hyllyn toisiaan seuraavia kierroksia yhdistävä seinä on järjestetty vinoksi pyörrekammion akselin suhteen sillä tavalla, että tämä seinä on hiukan kartiomaisesti divergoiva kammion kapeampaan päähän päin.

On osoittautunut, että tämä näennäisesti vähäpätöinen modifikaatio itse asiassa saa aikaan sen, että näin muotoiltu pyörrekammio antaa olennaisesti paremmat käyttötulokset, ei ainoastaan verrattuna pyörrekammioon, jossa sanottu seinä on yhdensuuntainen pyörrekammion akselin kanssa, kuten on esitetty ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 187 435, vaan myöskin verrattuna tavanomaiseen pyörrekammioon, jossa kapenevassa osassa on täysin sileä, katkaistun kartion muotoinen seinä, jollainen on paperimassasuspensioiden puhdistukseen käytettyjen pyörrepuhdistimien tähän asti sovellettu muoto.

Huomattavan edullista on osoittautunut olevan se, että sanotun seinän kallistuskulma pyörrekammion akselin suhteen on alueella 0°-5° ja erityisesti alueel-la 1 -4 .

Ruuvikierteen muotoisten hyllyjen lukumäärä voi vaihdella, jolloin jos useita hyllyjä käytetään, nämä järjestetään toisiinsa nähden vastaavalla tavalla kuin kierreurat moniuraisessa ruuvikierteessä. Erityisen hyviä koetuloksia on pyörrepuhdistimella, joka on varustettu kahdella ruuvikierteen muotoisella hyllyllä.

Kunkin ruuvikierteen muotoisen hyllyn nousu riippumatta siitä, onko hyllyjä yksi tai useampia, on edullisesti samaa suuruusluokkaa kuin pyörrekammion tangentiaalisen sisääntuloaukon aksiaalinen dimensio.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää esimerkkinä ja kaaviollisesti aksiaalisen leikkauksen keksinnön mukaisesta pyörrepuhdistimesta, jossa pyörrekammion kapeneva osa on varustettu ruuvikierteen muotoisella hyllyllä, kuvio 2 on kuviota 1 muistuttava esitys keksinnön mukaisesta pyörrepuhdistimesta, jossa pyörrekammion kapeneva osa on varustettu kahdella ruuvikierteen muotoisella hyllyllä ja kuvio 3 on pylväsdiagrammi tuloksista, jotka on saatu suuresta määrästä 6 67590 vertailevia kokeita keksinnön mukaisen pyörrepuhdistimen erilaisilla suoritusmuodoilla ja eri suurilla kaltevuuskulmilla siinä seinässä, joka yhdistää toisiaan seuraavat ruuvikierteen muotoisen hyllyn kierrokset, pyörrepuhdisti-mella, jonka rakenne vastaa ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 187 435 esitettyä periaatetta, jossa sanottu seinä on yhdensuuntainen pyörrepuhdistimen akselin kanssa sekä tavanomaisella pyörrepuhdistimella, jossa kammion kapene-vassa osassa on sileä katkaistu kartion muotoinen seinä.

Piirustuksen kuvioissa 1 ja 2 kaaviollisesti esitetyissä keksinnön mukaisissa pyörrepuhdistimissa on sinänsä tunnettuun tavanomaiseen tapaan pitkänomainen pyörrekammio, jota on yleisesti merkitty viitenumerolla 1 ja joka käsittää sylinterimäisen osan 2 sekä pyörrekammion toista päätä kohden kapenevan osan 3, joka paperimassasuspensioiden puhdistukseen tähän asti käytetyissä pyörre-puhdistimissa on katkaistun kartion muotoinen omaten sileän kartiomaisen sisäseinän. Pyörrekammion 1 laajemmassa päässä on tangentiaalinen sisääntulo-putki 4 käsiteltävää suspensiota varten ja lisäksi aksiaalisuuntainen kammion pituusakselin 5 suhteen keskeisesti sovitettu akseptin poistoputki 6 käsitellyn suspension kevyempää fraktiota varten. Kammion kapeammassa päässä on vastaava akselinsuuntainen rejektin poistoaukko 7 käsitellyn suspension raskaampaa fraktiota varten. Tämä rejektin poistoaukko voi olla tavanomaiseen tapaan liitetty sopivaan tavanomaiseen rejektin poistolaitteeseen (ei esitetty piirustuksessa) rejektivirtauksen määrän säätöä varten.

Kun suspensio syötetään sisääntuloputken 4 kautta suurella nopeudella tangen-tiaalisesti pyörrekammion sisään seinän sisäpintaa myöten, muodostaa suspensio pyörrekammion sisällä ruuvikierteen muotoisen pyörrevirtauksen, joka liikkuu kammion kapenevaa päätä kohden. Tässä pyörrevirtauksessa esiintyvien keskipakoisvoimien vaikutuksesta suspensiossa olevat hiukkaset pyrkivät järjestäytymään niin, että raskaammat osaset kerääntyvät lähinnä seinää olevaan kerrokseen, jonka pyörrevirtaus vie mukanaan ja syöttää ulos pyörrekammion kapeammassa päässä olevan rejektin poistoaukon 7 kautta. Suurempi osa pyörre-virtauksesta joutuu pyörrekammion kapenevasta muodosta johtuen kääntymään pyörrekammion kapeamman pään lähellä ja se jatkaa sisempänä ruuvikierteen muotoisena pyörrevirtauksena päinvastaiseen suuntaan takaisin kohti pyörre-kammion laajempaa päätä. Tämä sisempi pyörrevirtaus, joka siten ideaalitapauksessa on olennaisesti vapaa karkeammista ja raskaammista osasista eli epäpuhtauksista syötetään ulos aksiaalisen akseptin poistoputken 6 kautta, joka esitetyssä suoritusmuotoesimerkissä on sinänsä tunnetulla tavalla muotoiltu 7 67590 pyörrekannnion sisään aksiaalisesti työntyväksi pyörteen muodostusputkeksi.

Kuten edellä on mainittu tämän tyyppisessä tavanomaisessa pyörrepuhdistimessa, jossa pyörrekammion kapeneva osa on muotoiltu katkaistuksi kartioksi, jossa on sileä sisäseinä, voi sattua että lähinnä pyörrekammion seinää oleva kerros, johon karkeammat ja raskaammat osaset ovat rikastuneet, ei jaksa jatkaa kulkuaan kartiomaista seinää pitkin rejektin poistoaukolle 7 asti, vaan jää huomattavalta osalta pyörrekammion kartiomaiseen osaan. Keksinnön mukaisessa pyörrepuhdistimessa on tämä haitta eliminoitu pyörrekammion kapenevan osan 3 erikoisen muotoilun ansiosta.

Tämän keksinnön mukaisesti pyörrekammion kapenevan osan 3 seinä on muotoiltu kuviossa 1 esitetyllä tavalla ja varustettuna ainakin yhdellä hyllyllä 8, joka ulottuu ruuvikierteen muotoisena läpimitan pienentyessä pyörrekammion kapeaan päähän päin kiertymissuunnan kammion akselin 5 ympäri vastatessa tangentiaalisesta sisääntuloputkesta 4 syötetyn suspension virtaussuuntaa ja samalla ulompaa lähinnä pyörrekammion seinää olevaa pyörrevirtausta pyörre-kammiossa. Sivuseinä 9, joka yhdistää hyllyn toisiaan seuraavat kierrokset, on keksinnön mukaisesti vino muodostaen kulman oC pyörrekammion akseliin 5 nähden sillä tavalla, että seinän 9 voidaan sanoa olevan kartiomaisesti aukeneva rejektin poistoaukon 7 suuntaan. Voidaan ymmärtää, että tämä sivuseinä 9 tulee aiheuttamaan lähinnä seinää olevaan suspension osaan reaktiovoiman, jolla on pyörrekammion kapeampaan päähän päin suunnattu voimakomponentti niin, että sivuseinä 9 päinvastoin kuin on laita tavanomaisissa pyörrepuhdis-timissa myötävaikuttaa siihen, että suspension lähinnä seinää oleva osa kulkeutuu halutulla tavalla rejektinpoistoaukon 7 suuntaan. Sivuseinän 9 vinous pyörrekammion akseliin 5 nähden voi vaihdella riippuen pyörrepuhdistimen ajatellusta käyttötarkoituksesta s.o. käsiteltävän suspension ominaisuuksista ja pyörrepuhdistimen käyttöolosuhteista. Kulman oi. suuruus voi olla alueella 0-10° ja edullisesti se on alueella 0-5°. Kokeiltaessa pyörrepuhdistimia pa-perimassasuspension puhdistukseen on varsin hyviä tuloksia saatu vinouskul-man ollessa 1-4°.

Koska ruuvikierteen muotoinen hylly 8 on kohti pyörrekammion laajempaa päätä, aiheuttaa tämä hylly 8 luonnollisesti lähinnä hyllyn yläpuolella olevaan suspension osaan reaktiovoiman, jolla on pyörrekammion laajempaa päätä kohden suunnattu aksiaalinen komponentti. Tämän vaikutuksen kuitenkin kumoaa ja voittaa pyörrekammion kapeampaa päätä kohden suunnattu aksiaalinen komponentti 8 67590 siitä reaktiovoimasta, jonka viisto sivuseinä 9 aiheuttaa lähinnä tätä sivu-seinää olevaan suspensiokerrokseen. Tässä yhteydessä on pantava merkille, että sivuseinällä 9 on mahdollisuus vaikuttaa suurempaan suspensiotilavuu-teen kuin kapealla hyllyllä 8.

Ruuvikierteen muotoisen hyllyn 8 nousu ei ole varsin kriittinen. Edullista on kuitenkin valita nousu niin, että se on samaa luokkaa suuruudeltaan kuin pyör-rekammioon tulevan tangentiaalisen sisääntuloputken 4 suun 4a aksiaalinen korkeus, koska juuri tämän suuaukon 4a aksiaalinen korkeus primääisesti määrää sisääntulovirtauksen "korkeuden", joka jatkuu ruuvikierteen muotoisena pyörrevirtauksena alas pyörrekammion kautta.

Hyllyn 8 leveyden määrää kyseinen hyllyn nousu, sivuseinän 9 vinous pyörre-kammion akseliin 5 nähden sekä se kuinka nopeasti pyörrekammion osa 3 kapenee sylinterimäisen osan 2 läpimitasta rejektin poistoaukon 7 läpimittaan eli se kuinka nopeasti hyllyn 8 sisäreunan muodostaman ruuvikierreviivan läpimitta pienenee. Voidaan todeta, että hyllyn 8 ruuvikierteen muotoinen sisäreuna noudattaa ajateltua katkaistun kartion pintaa, jonka kulma pyörrekammion akseliin 5 nähden määrää kuinka nopeasti pyörrekammion osa 3 kapenee rejektin poistoaukon 7 suuntaan. Kyseinen kulma voi olla olennaisesti samaa luokkaa kuin vastaava kartiomaisen sisäseinän kulma aikaisemmin tunnetuissa pyörre-puhdistimissa ts. se voi olla välillä 5°-15°.

Esitetyssä keksinnön suoritusmuotoesimerkissä on hylly 8 aksiaalisessa leikkauksessa nähtynä kohtisuorassa pyörrekammion akseliin 5 nähden. Mikään ei kuitenkaan estä että hylly 8 sen sijaan aksiaalisessa leikkauksessa nähtynä viettää hiukan pyörrekammion akselin 5 suuntaan ja alas rejektin poistoauk-koa 7 kohden. Sitävastoin hylly 8 ei saa viettää päinvastaiseen suuntaan ts. pyörrekammion akselin 5 suuntaan ja ylös akseptinpoistoaukkoa 6 kohden.

Hyllyn 8 leveys voi edullisesti olla sama kautta koko hyllyn pituuden. Hyllyn leveys voi kuitenkin myös vaihdella niin, että se tulee kapeammaksi rejektinpoistoaukon 7 lähellä. Jälkimmäinen tulee kysymykseen, jos hyllyn nousu on vakio, mutta pyörrekammion osa 3 kapenee nopeammin lähellä pyörre-kammion sylinterimäistä osaa 2 ja hitaammin rejektinpoistoaukon 7 lähellä.

Kuviossa 1 esitetyssä ja edellä selostetussa keksinnön suoritusmuodossa on pyörrekammion kapeneva osa 3 varustettu ainoastaan yhdellä ruuvikierteen muotoisella hyllyllä 8. Kuten aikaisemmin on mainittu, ei mikään kuitenkaan estä, 9 67590 että keksinnön mukaisessa pyörrepuhdistimessa pyörrekammion kapeneva osa on varustettu useilla ruuvikierteen muotoisilla hyllyillä, kuten esimerkiksi kuviossa 2 esitetty keksinnön mukainen pyörrepuhdistin, jossa on kaksi ruuvi-kierteen muotoista hyllyä 8a ja 8b, jotka on järjestetty toisiinsa nähden samalla tavalla kuin kierreurat ruuvikierteessä, jossa on kaksi uraa. Molemmissa hyllyissä 8a ja 8b on sopivimmin olennaisesti yhtä suuri nousu kuin kuvion 1 mukaisen suoritusmuodon yhdessä hyllyssä 8 ja niiden leveys on siten vain puolet yksittäisen hyllyn 8 leveydestä. Kokeiltaessa keksinnön mukaista pyörrepuhdistinta paperimassasuspensioiden puhdistamiseen on osoittautunut, että kuvion 2 mukainen rakennemuoto, jossa on kaksi ruuvikierteen muotoista hyllyä 8a ja 8b antaa paremmat tulokset kuin kuvion 1 mukainen suoritusmuoto, jossa on vain yksi ruuvikierteen muotoinen hylly 8. Yhtenä syynä tähän voi olla se, että kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa syntyy liian voimakas suspension rejektin poistoaukkoa kohti suunnattu "kuljetus", joka on suurempi kuin mikä vastaa haluttua rejektinpoistomäärää pyörrekammiosta.

Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa tulee hylly 8 myös kuten mainittu olemaan leveämpi kuin hyllyt 8a ja 8b kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa ja tämän voidaan ajatella aiheuttavan epäedullisen virtaushäiriön kuvion 1 mukaisen suoritusmuodon pyörrekammion kapenevassa osassa 3.

On vertailtu keksinnön mukaisesti muotoiltuja pyörrepuhdistimia osittain tavanomaisesti muotoiltuihin pyörrepuhdistimiin ja osittain pyörrepuhidstimiin, joiden rakenne vastaa ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 187 435 ehdotettua periaatetta. Tällöin on suoritettu suuri määrä koeajoja neljällä erilaisella keksinnön mukaisella pyörrepuhdistimella, jotka on muotoiltu kuvion 2 mukaisesti so. siten, että niissä on kaksi ruuvikierteen muotoista hyllyä 8a ja 8b, jolloin sivuseinän 9 kaltevuuskulma oC oli 1°,2°,3° ja 4° näissä neljässä eri pyörrepuhdistimessa. Edelleen on kokeiltu pyörrepuhdistinta, jonka rakenne on kuvion 2 mukainen, mutta sivuseinä 9 on yhdensuuntainen pyörrekammion akselin 5 kanssa ts. kulma c< = 0°, mikä vastaa ruotsalaisen patenttijulkaisun 187 435 mukaista rakennetta. Lopuksi on kokeiltu tavanomaista pyörre-puhdistinta, jossa pyörrekammion kapenevassa osassa on täysin sileä katkaistun kartion muotoinen seinä. Kaikissa kokeilluissa pyörrepuhdistimissa pyörre-kammion sylinterimäisen osan 2 aksiaalinen korkeus oli = 450 mm ja halkaisija = 125 mm. Pyörrekammion kapenevan osan 3 aksiaalinen korkeus oli “ 450 mm kun taas rejektin poistoaukon 7 halkaisija oli = 30 mm. Pyörrepuhdistimissa, jotka oli varustettu ruuvikierteen muotoisilla hyllyillä 8a,8b, näiden hyllyjen nousu oli S = 40 mm. Kaikkiaan tämä kokeilu suoritet- 67590 10 tiin kuudella erilaisella pyörrepuhdistimella. Kullakin pyörrepuhdistimella tehtiin neljä koesarjaa paperimassasuspension puhdistamisessa, jolloin käytettiin kahta eri arvoa 0,5 % ja 1 % sisään tulevan massan eli injektin sakeu-delle ja samoin kahta eri arvoa poistettavan rejektin määrälle nimittäin 10 % ja 20 % syötettävän massan määrästä. Kaikissa kokeissa syöttömäärä oli 300 1/min. Kokeilu käsitti siten kaikkiaan 24 koesarjaa. Kukin näistä koesarjoista käsitti useita erilaisia koeajoja sekä täysin valkaistulla sulfiit-timassalla että termomekaanisella massalla, jolloin jokaisessa koesarjassa todettiin keskimääräinen akseptin tikkuisuuden vähenemisen arvo ilmaistuna prosentteina ts. hyväksytyn massan tikkupitoisuuden väheneminen suhteessa sisään syötetyn massan tikkupitoisuuteen.

Näissä koeajoissa saadut tulokset on esitetty kuviossa 3 pylväsdiagrammina, jossa jokainen pylväs näyttää tikkumäärän vähenemisen keskiarvon kyseisessä koesarjassa.

Kuten diagrammista selviää, koesarjat 1-4 tehtiin tavanomaisella pyörrepuhdistimella, jonka seinä oli täysin sileä ja katkaistun kartion muotoinen, kun taas koesarjat 5-8 tehtiin pyörrepuhdistimella, jonka rakenne oli kuvion 2 mukainen kuitenkin niin, että kulma </ = 0° ts. sivuseinä 9 oli yhdensuuntainen pyörrekammion akselin 5 kanssa ja lopuksi koesarjat 9-12, 13-16, 17-20 ja 21-24 tehtiin neljällä erilaisella pyörrepuhdistimella, joiden rakenne oli keksinnön mukainen vastaten kuviota 2, sivuseinän kaltevuuskulman ollessa «- = 1 ,2 ,3 ja 4 .

Kokeet osoittivat, että tavanomainen pyörrepuhdistin n:o 1 sisääntulevan massan sakeuden ollessa 1 % antoi tulokseksi niin vähäisen tikkumäärän vähentymisen, että tätä tavanomaista pyörrepuhdistinta ei ole käytännössä mahdollista ajaa niin suurella sisääntulosakeudella. Tätä tavanomaista pyörrepuhdistinta voidaan siten käyttää vain suhteellisen pienellä sisääntulevan massan sakeudella, esim. 0,5 % ja mieluiten niin, että rejektimäärä on suhteellisen suuri esim. 20 %, jotta saavutettaisiin hyväksyttävä tikkupitoisuuden väheneminen.

Kuten diagrammista ilmenee pyörrepuhdistin n:o 2 ( °<- = 0°) antaa vielä paljon huonommat tulokset, erityisesti sisääntulosakeuden ollessa 0,5 %, josta syystä tämän rakenteen mukainen pyörrepuhdistin on käytännössä käyttökelvoton paperimassasuspension puhdistukseen.

Claims (7)

67590 Keksinnön mukaiset neljä pyörrepuhdistinta n:o 3,4,5 ja 6 antoivat sitävastoin kuten nähdään erinomaisen hyvät tulokset. Erityisesti tämä koskee pyör-repuhdistimia n:o 3,4 ja 5, joilla kaltevuuskulma oli ©4 = 1°,2° ja 3°. Huomionarvoisinta tässä yhteydessä on, että myös suurella sisääntulosakeudel-la 1 % ja rejektin ulosoton ollessa pieni 10 %, saavutetaan hyvin suuri tikku-pitoisuuden pieneneminen hyväksytyssä massassa. Voidaan ymmärtää, että sekä investointikustannusten että käyttökustannusten osalta, on puhdistusjärjestelmän käyttötaloudelle ensiarvoisen merkityksellistä, että suuri tikkupitoi-suuden väheneminen hyväksytyssä massassa voidaan saavuttaa sisääntulevan massan sakeuden ollessa suuri ja poistetun rejektin määrän ollessa pieni. Tässä yhteydessä voidaan esimerkiksi verrata koesarjaa 18, jossa keksinnön mukaista rakennetta olevalla pyörrepuhdistimella saavutettiin keskimäärin 84 % suuruinen tikkumäärän pieneneminen hyväksytyssä massassa sisääntulosakeuden ollessa 1 % ja rejektimäärän ollessa 10 %, koesarjaan 3, jossa tavanomaisella pyörrepuhdistimella saavutettiin vain 58 % suuruinen tikkumäärän pieneneminen sisääntulosakeuden ollessa puolet pienempi 0,5 % ja rejektimäärän ollessa kaksinkertainen 20 %. Voidaan osoittaa, että koesarjaa 3 vastaava massapuhdis-tusjärjestelmä merkitsee vähintään kaksinkertaista investointikustannusta ja 4-5 kertaa niin suuria käyttökustannuksia kuin koesarjaa 18 vastaava puhdistuslaitos .

1. Pyörrepuhdistin, joka on tarkoitettu kuitu-vesi-suspension, erityisesti paperimassasuspension jakamiseksi fraktioihin, joka pyörrepuhdistin käsittää pitkänomaisen poikkileikkaukseltaan pyöreän pyörrekammion (1), joka eräältä osalta (3) pituuttaan kapenee toista päätään kohden, minkä ohella tässä kammiossa sen laajemmassa päässä on olennaisesti tangentiaalinen sisääntuloput-ki (4) sitä suspensiota varten, jota käsitellään, ja aksiaalisuuntainen, ensimmäinen poistoputki (6) käsitellyn massan kevyempää fraktiota varten sekä sen kapeammassa päässä aksiaalisuuntainen toinen poistoaukko (7) käsitellyn suspension raskaampaa fraktiota varten, jolloin pyörrekammion kapene-van osan (3) seinä on varustettu ainakin yhdellä kohden kammion laajempaa päätä olevalla hyllyllä (8), joka on ruuvikierteen muotoinen kammion kapeamman pään suuntaan pienenevin halkaisijoin ja jonka kiertosuunta kammion akse- 12 67590 Iin (5) ympäri yhdentyy tangentiaalisen sisääntuloputken (A) kautta tulevan suspensiovirtauksen suunnan kanssa, tunnettu siitä, että sanotun hyllyn (8) toisiaan seuraavia kierroksia yhdistävä seinä (9) on siten kalteva pyörrekammion akselin (5) suhteen, että seinä on jossain määrin kartiomai-sesti laajeneva kammion kapeamman pään suuntaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pyörrepuhdistin, tunnettu siitä, että seinän (9) kaltevuuskulma pyörrekammion akseliin (5) nähden on alueella 0-5° ja edullisimmin alueella 1-4°.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pyörrepuhdistin, tunnettu siitä, että ruuvikierteen muotoisen hyllyn (8) nousu on samaa suuruusluokkaa kuin pyörrekammioon tulevan tangentiaalisen sisääntuloputken (4) aukon (4a) aksiaalinen ulottuvuus.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen pyörrepuhdistin, tunnettu siitä, että hylly (8) aksiaalisessa leikkauksessa nähtynä on olennaisesti kohtisuorassa pyörrekammion akselia (5) vastaan.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen pyörrepuhdistin, tunnettu siitä, että hylly (8) aksiaalisessa leikkauksessa nähtynä jonkin verran viettää pyörrekammion akseliin (5) nähden ja sen kapeamman pään suuntaan.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen pyörrepuhdistin, tunnettu siitä, että hyllyn (8) leveys koko sen pituudelta on olennaisesti vakio.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen pyörrepuhdistin, tunnettu siitä, että pyörrekammion kapenevan osan seinä on varustettu kahdella tai useammalla mainitunlaisella hyllyllä (8a,8b), jotka on järjestetty toistensa suhteen vastaavalla tavalla kuin kierreurat kierteessä, jossa on useita uria. 67590 13