FI69660C - Silanordning foer avdrag av vaetska fraon suspensioner i roerelse - Google Patents

Description

χ 69660

Sihtilaite nesteen poistamiseksi liikkeessä olevista suspensioista. Silanordning för avdrag av vätska frän sus-pensioner i rörelse.

Esillä olevan keksinnön kohteena ovat sihtilaitteet nesteen poistamiseksi liikkeessä olevista suspensioista. Suspensioilla tarkoitetaan ennen kaikkea kuitupitoista selluloosama-teriaalia, joka on suspendoitu esimerkiksi vettä tai kemiallista käsittelynestettä olevaan nesteeseen, mutta suspensio voi periaatteessa olla mitä tahansa nesteeseen suspendoitua kiinteätä materiaalia.

Tällaisessa nesteenpoistossa on havaittu välttämättömäksi laitteen sihtiaukkojen puhdistamiseksi vastahuuhdella tai paluuhuuhdella osa poistettua filtraattia aukkojen läpi ja eräässä edullisessa suoritusmuodossa myös päästää sihti liikkumaan suspension suhteen vastahuuhtelun aikana. Tällainen laite on aikaisemmin tunnettu ruotsalaisesta patentista 394 821 (vastaa USA-patenttia 4.041.560), jossa liikkuva sihtirunko on laakeroitu keskellä laitetta olevaan kiinteään laakerirunkoon ja jossa nesteen vastahuuhtelu suspensioon sihtiaukkojen läpi saadaan aikaan pienentämällä sihtirungon sisätilavuutta sihtirungon liikkeen aikana.

Esillä olevan keksinnön pääasiallisimpana tarkoituksena on parantaa aikaisemmin tunnettuja laiterakenteita halutun tilavuuden pienennyksen ja vastaavan sihtiaukkojen vasta-huuhtelun aikaansaamiseksi.

Keksinnön toisena tarkoituksena on saada aikaan sihtilaite, jolla tietyllä rakennepituudella on suurempi tehollinen sihtiä lue .

Keksinnön kolmantena tarkoituksena on saada aikaan laite, jonka poikkileikkaus voidaan tehdä miten suureksi tahansa häiritsemättä mainittavasti suspension virtauskuviota.

2 69660

Keksinnön neljäntenä tarkoituksena on tehdä tunnetut sihti-laitteet vähemmän voimaa käyttäviksi.

Keksintöä selvitetään seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin 1-7. Se, mitä hakemuksella halutaan suojata, ilmenee oheisista patenttivaatimuksista.

Kuvio 1 on pitkittäisleikkaus keksinnön mukaisesta laitteesta, jonka suspensioläpivirtaus on keskellä.

Kuvio 2 on pitkittäisleikkaus laitteesta, jossa kuvioon 1 verrattuna on kehämäinen eikä keskeinen suspension läpivirtaus.

Kuvio 3 on pitkittäisleikkaus laitteesta, joka on kuviossa 1 ja kuviossa 2 esitetyn laitteen yhdistelmä, jolloin suspensio virtaa rengasmaisessa tilassa, jossa tätä varten on sihtipinta sekä sisä- että ulkosivussa.

Kuvio 4 esittää suorakulmaista astiaa ylhäältäpäin, johon astiaan on järjestetty useita suoria sihtielementte- jä.

Kuvio 5 on perspektiivileikkaus pitkin kuvion 4 linjaa A-A.

Kuvio 6 esittää ylhäältäpäin pyöreää astiaa, johon on järjestetty useita pyöreitä sintielementtejä.

Kuvio 7 on perspektiivileikkaus kuvion 6 mukaisesta rengasmaisesta sihtielementistä.

Kuviossa 1 viitenumero 1 esittää pääasiallisesti sylinteri-mäistä vaippaa tai runkoa, jonka alapää 2 on avoin ja varustettu laipalla 3 putkijohtoon tai toiseen laitteeseen liittämistä varten. Rungon yläpää 4 on myös avoin ja varustettu laipalla 5 ja siihen on esitetty liitettynä poistoaukolla 7 varustettu mutka 6. Rungon 1 sisäosa on varustettu saman- 3 69660 keskeisellä hoikilla tai laakerirungolla 8, joka jättää rengasmaisen tilan 9 hoikin ja rungon väliin ja jota tilaa alhaalta rajoittaa rengas 10. Tämän hoikin 8 sisään on järjestetty sihtirunko 11, jonka sihtiaukot on merkitty pisteillä. Sihtirungon 11 alareuna on tiiviisti ja liikkuvasti liitetty hoikkiin 8 tiivisteellä 12 ja sen yläreuna on tiiviisti liitetty runkoon 1 liikkuvalla tiivisteellä 13, jolloin runko voi myös toimia laakerirunkona. Laakerirunko 11 ja runko I muodostavat tällä tavoin rengasmaisen tilan 14, jonka alareunaa rajoittaa rengas 15 ja yläreunaa rengas 16. Rengas 16 ja sihtirunko 11 on rimoilla 17 kiinnitetty akseliin 18, jota mutkan 6 ulkopuolella oleva käyttölaite 19 ajaa edestakaisin. Akselin työntökohtaan mutkaan on järjestetty tiiviste 20. Rengasmaiseen tilaan 9 on järjestetty nesteen poistoaukko 21. Käsiteltävä suspensio kulkee laitteen läpi nuolilla 25, 26, 27, 28 esitetyllä tavalla. Kun sihtirunko II tiivisteineen 12 ja 13 kulkee edestakaisin, rengasmaisen tilan 14 tilavuus muuttuu johtuen siitä, että rungon seinämällä ja hoikilla 8 on eri halkaisijat, eli eri poikkileik-kausalat. Kun sihtirunko siis liikkuu eteenpäin suspension liikesuuntaan, laajenee tilavuus ja kun se liikkuu taaksepäin, tilavuus pienenee. Tällä tavoin saadaan aikaan sihti-aukkojen läpi tapahtuva imu nesteen poistamiseksi ja vastaavasti paine nesteen vasta- tai paluuhuuhtelemiseksi suspensioon sihtirungon sihtiaukkojen läpi.

Kuviossa 2 on esitetty vastaava laite kuin kuviossa 1 periaatteellisen eron ollessa siinä, että suspensio virtaa rengasmaisessa tilassa sihtirungon ulkopuolella eikä keskeisesti sen läpi. Viitenumerot 1 - 7 ja 14 esittävät samoja yksityiskohtia kuin kuviossa 1. Sihtirunko 30 on yläreunastaan renkaalla 31 ja tiivisteellä 32 liitetty liikkuvasti laakeri-runkoon 33 ja alapääst.ään renkaalla 34 ja tiivisteellä 35 liitetty liikkuvasti toiseen laakerirunkoon 36, jonka halkaisija on suurempi kuin laakerirungon 33. Samalla tavoin kuin kuviossa 1 on sihtirunko rimoilla 17 kiinnitetty akseliin 18, jota käyttää laite 19 ja joka on vedetty mutkan 6 4 69660 läpi tiivisteen 20 avulla. Akseli 18 on toisen tiivisteen 37 avulla vedetty laakerirungon 33 yläpään läpi. Laakeri-runko 33 on kiinnitetty rungon sisään rimoilla 38, joista ainakin yhdessä on ontelotila 39 ja nesteen poistoaukko 21. Alempi laakerirunko 36 on rimoilla 41 kiinnitetty rungon sisäsivuun. Suspensio liikkuu nuolien 50, 51, 52, 53 suuntaan.

Kuviossa 3 on esitetty laite, joka on kuviossa 1 ja kuviossa 2 esitetyn laitteen yhdistelmä. Tällöin siis kuvion 3 mukainen keskiosa muodostuu liikkuvasta sihtirungosta ja laakeri-rungoista kuvion 2 tapaan viitenumeroiden ollessa vastaavat ja kehäosat muodostuvat liikkuvasta sihtirungosta, jossa on liukupinnat runkoa pitkin ja rengasmainen laakerirunko pitkin rungon ulkoseinää viitenumeroiden vastatessa kuviota 1. Sihtirungot 11 ja 30 on yhdistetty toisiinsa rimoilla 55. Rimoja 55 voidaan ottaa mukaan rakennenäkökulmasta katsoen sopiva määrä ja edullisesti niitä on yhtä monta kuin lähempänä keskustaa sijaitsevia rimoja 17. Rimoista 55 voi vaihtoehtoisesti yksi tai useampia olla ontto nesteen siirtämiseksi sihtirungon 30 sisätiloista kehätiloihin 14. Tällöin voidaan ylempi oikeanpuoleinen nesteen poistoaukko 21 jättää pois ja kaikki poistettu neste vetää ulos alemmasta vasemmanpuoleisesta poistoaukosta 21. Suspensio liikkuu nuolien 60, 61, 62, 63 suuntaan.

Kuviossa 4 on esitetty ylhäältäpäin suorakulmainen astia 100, jossa suspensio voi virrata kahdessa tilassa loi ja 102, joista kumpaakin rajoittavat liikkuvat sihtirungot 103, 104, 105 ja 106 pitkillä sivuilla. Muilta osin viitataan kuvioon 5.

Kuviossa 5 on esitetty leikkaus pitkin kuvion 4 linjaa A-A ja tämä kuvio selittää sen, miten liikkuvat ja vastaavasti kiinteät osat on järjestetty. Sihtilaite sihtirunkoineen ja laakerirunkoineen on periaatteessa muodostettu samoilla poikkileikkauksilla kuin kuviossa 3 esitetty ja yllä kuvattu pyöreä tyyppi, jolloin pääasiallisena erona on se, että 5 69660 sihtipinnat ja liukupinnat ovat suoria eivätkä pyöreitä.

Sitä paitsi kuviossa 3 on keskilaakerirunko jaettu ylä- ja alaosaan ja akselilaite ulottuu laakerirungon läpi, kun taas kuviossa 5 akselin kohdistuspisteet ovat haarukan 113 avulla keskeisen sihtirungon yläpinnassa. Ulkosihdit liukuvat astian ulkoseinässä ja ulkoseinään kiinnitetyssä seinässä, kun taas keskisihtiosa on laakeroitu kiinteään, astiaan järjestettyyn laakerirunkoon 115. Tämä laakerirunko voidaan kiinnittää kammion päätyihin kohdissa 111 ja 112. Ulommat ja keskeinen sihtilaite on yhdistetty ontoilla varsilla 116 ja 117 nesteen kuljettamiseksi ja muuten ne ovat liikutettavissa ylös ja alas yhdellä tai useammalla akseli-laitteella, joissa on käyttölaitteet ja jotka toimivat kiinteän laakerirungon molemmin puolin haarukan 113 avulla. Tällöin käyttölaite 114 siirtää kaikkia sihtejä ylös ja alas. Laakerirunko 115 voidaan mahdollisesti muodostaa ontoksi siten, että seinissä on aukot kohti ympäröiviä sihtirunko-tiloja nesteen siirtämiseksi sisään näistä, jolloin poisto-aukot laitteesta voidaan järjestää kuvion 4 mukaisesti rungon ylä- ja/tai alapäätyseinään. Tällöin varsia 116, 117 ei tarvitse tehdä ontoiksi.

Kuviossa 6 on esitetty ylhäältäpäin pyöreä säiliö 160, jossa on useita pyöreitä sihtirunkoja, joista keskisihtirunko 150 on periaatteessa samanlainen kuin kuvion 2 mukainen sihti-runko, ulompi sihtirunko 151 on rakennettu kuvion 1 mukaisesti liukupinta pitkin astian seinämää ja välisihtirungot 152 ja 153 ovat kaarevia poikkileikkausten ollessa samanlaisia kuin 103 ja 105 kuviossa 5, kuten kuviossa 7 lähemmin esitetään.

Kuvio 7 esittää irtileikattua osaa kuviossa 6 olevista väli-siiloista, kuten nuoli 154 esittää. Yksinkertaisuuden vuoksi on osa esitetty suorana eikä kaarevana, mutta kuvio esittää periaaterakenteen. Ylös ja alas tapahtuva liike voidaan tässä tapauksessa suorittaa kunkin haarukan 113 kautta käyttölaitteella 114 kuviossa 4 esitettyyn tapaan, josta syystä 6 69660 näiden pitäisi toimia synkronisesti tai sitten tämä voidaan suorittaa yksinkertaisella keskelle sijoitetulla käyttölaitteella, kuten 19 kuviossa 2. Ulosvedettävä neste siirretään noin 90° kulmassa erillään olevien onttojen yhdysvarsien 155 ja 156 kautta kehää pitkin poistoaukkoihin 157. Tästä syystä voi laakerirungossa 115 olla poikittaisaukot 120, jotta nesteyhteys säilyy sihtirunkojen 152 ja 153 onteloti-lojen välillä. Suurehkoihin säiliöihin voidaan luonnollisesti sijoittaa useampia rengasmaisia sihtirunkoja 152 ja 153 säiliöön, jotta saadaan mahdollisimman tasainen nesteen poistuminen suspensiosta. Tämä pitää periaatteessa paikkansa myös kuvioiden 4 ja 5 tapaisten, suorilla sihtielementeillä varustettujen säiliöiden kohdalla. Useammilla sihtirungoilla varustetuissa astioissa nämä rungot voidaan yleisesti ottaen yhdistää kuvioissa 5 ja 6 esitetyllä tavalla, mutta ne voivat myös tietyissä tapauksissa liikkua kukin itsekseen edestakaisin. Liikkeet voidaan järjestää tällöin synkronisesti siten, että kaikki sihdit kulkevat hitaasti eteenpäin ja nopeammin taaksepäin. Muuten voidaan katsoa, että synkroninen liike ei näyttele kovinkaan suurta osaa, josta syystä sihtirunkojen voidaan sallia liikkuvan toisistaan riippumatta.

Tarkemmin eriteltynä laitteet toimivat seuraavasti. Kuten kunkin kuvion yllä olevasta yksityiskohtaisesta selityksestä on käynyt selville, perustuvat kaikki laiterakenteet sille pääperiaatteelle, että sihtirunkojen ontelotiloissa vallitsee imu ja vastaavasti paine ja että kunkin sihtirungon etu- ja takapää on suspension liikesuuntaan nähtynä laakeroitu liukupintoihin, joilla on eri poikkileikkausalat. Sihtirungon liikkuessa edestakaisin suspension pääasialliseen liikesuuntaan sihtirungon ontelotilavuus kasvaa ja vastaavasti pienenee. Liikkeen tapahtuessa eteenpäin alipaine ontelotilassa kasvaa, jolloin nestettä imeytyy suspensiosta sihtiaukkojen läpi. Tämä neste kulkee sitter ontelotilasta sopivien pois-toaukkojen kautta pois laitteesta. Koska erityisesti laitteen pyöreät suoritusmuodot sopivat suspension käsittelemiseksi yli-ilmakehän paineessa, pitää sopivilla nesteen pois-

II

69660 toaukkojen yhteydessä olevilla laitteilla puristaa neste-virtaa siten, että sihtirungon aukkojen yläpuolella tapahtuu sopiva paineen aleneminen. Paineenlaskua ei saa päästää liian suureksi, koska suspension hiukkaset tässä tapauksessa nopeasti tukkivat sihtiaukot. Riippumatta siitä, missä paineessa laite toimii, alkaa paine sihtirungossa nousta, kun sihtirunko liikkuu suspension liikesuuntaa vasten siten, että nestettä alkaa virrata takaisin sihtiaukkojen läpi ja tällöin irroittaa mahdollisesti sihtireikiin kiinnittyneet hiukkaset ja samanaikaisesti edesauttaa suspension jatkuvaa liikettä sihtiaukkojen ohi. Koko jakso tapahtuu yhtämittaisesti, koska suspensio liikkuu tasaisesti laitteen läpi samanaikaisesti, kun nestettä tietyn ajan irtoaa suspensiosta ja huuhtoutuu sen jälkeen takaisin suspensioon huomattavasti pienemmässä määrin ja hyvin lyhyenä aikana, kun taas sekä sihtirungon eteenpäinliikkeen että paluuliik-keen aikana nestettä jatkuvasti poistuu laitteesta poisto-aukon tai aukkojen läpi, jotka johtavat nestettä pois laitteesta. Laitteen kapasiteetti riippuu pääasiallisesti siitä suspensiotyypistä, josta vettä poistetaan. Kuvioiden 1 tai 2 mukaisissa laitesuoritusmuodoissa, joissa on vain yksi sihtirunko, on kapasiteetti suhteellisen rajoitettu, koska näillä laitteilla nestettä vedetään pois poikkileikkaussuun-nassa ainoastaan suspension toiselta puolelta, mutta koska sihtirungot voidaan muodostaa suhteellisen pitkiksi putkimaisiin runkoihinsa, voidaan kapasiteetti kuitenkin saada hyvinkin hyväksyttäviin arvoihin.

Mikäli tarkastellaan vertaillen kuvion 1 ja 2 mukaisia laitteita, voidaan vetää esiin kuvion 1 mukaisesta laitteesta se etu, että on mahdollista samaan runkohalkaisijaan rakentaa sihtirunko, jonka sihtipinta ulottuu pitkin rungon sisäkehää ja tällöin saavutetaan suhteellisesti suurempi sihtipinta samalla rungon rakennepituudella kuin kuviossa 2 on esitetty. Kuitenkin, mikäli lisäsihtipintaa tarvitaan, voidaan rakentaa kuvion 3 mukainen laite, josssa tapauksessa suspensio virtaa rengasmaisessa tilassa, jossa siihen 8 69660 kohdistuu nesteveto sekä sisään- että ulospäin, jolloin kapasiteetti kasvaa. Samat edut saavutetaan kuvioiden 4, 5, 6 ja 7 mukaisilla suoritusmuodoilla, joihin yllä kuvatulla tavalla voidaan myös järjestää useita suoria ja vastaavasti pyöreitä sihtielementtejä rungon tai säiliön poikkileikkaukselle siten, että sihtipintojen välille saadaan sopiva etäisyys ja suspension paras mahdollinen vedenpoisto tapahtuu.

Verrattuna aikaisemmin tunnettuihin rakenteisiin saadaan esillä olevan keksinnön mukaisella laitteella aikaan myös se etu, että suspension virtauskuvio häiriintyy vain hyvin vähän, koska liikkuvan osan etu- ja takaosassa on suhteellisen pieni pinta, joka on poikittain suspension liikkeeseen nähden, erityisesti silloin, kun sihtirunko tehdään kartio-maiseksi tai kiilamaiseksi, josta seuraa suspension entistä suurempi läpivirtauspoikkileikkaus suspension liikesuuntaan. Nämä olosuhteet sopivat myös suuriin laitemittoihin. Samanaikaisesti muodostuu voimankäyttö suhteellisen vähäiseksi, mikä johtuu myös liikkuvan osan suhteellisen pienestä painosta.

Esillä olevan keksinnön mukaista laitetta voidaan käyttää monilla teollisuuden alueilla. Esimerkiksi massateollisuudessa sitä voidaan käyttää kuitujen talteenottamiseksi nesteistä, valmiin sihti- ja vastaavasti hydrosyklonimassan sakeuttamiseksi, suspensioiden sakeuttamiseksi ennen esimerkiksi diffusööri- tai uutturityyppisiä syrjäytyslaitteita, sakeuttamiseksi ja väkevyyssäätolaitteinä toimimiseksi sekä nestettä sisältävien hiukkasten ja reaktiotuotteiden ottamiseksi talteen liuenneessa muodossa tai kaasumuodossa lisä-nesteen avulla samanaikaisesti, kun nestettä vedetään pois.

Keksintö ei rajoitu yllä kuvattuihin edullisiin suoritusmuotoihin, vaan voi vaihdella seuraavien patenttivaatimuksien rajoissa.

Claims (7)

69660

1. Laite nesteen poistamiseksi jatkuvasti virtaavista suspensioista, erityisesti selluloosamassasta, johon laitteeseen kuuluu pääasiallisesti runko (1, 100, 160), jonka läpi suspensio aksiaalisesta virtaa ja johon on järjestetty ainakin yksi akselilaitteella (18) suspension liikesuuntaan edestakaisin siirrettävä, muuttuvalla ontelotilavuudella (14) varustettu sihtirunko (11, 30, 103, 104, 105, 106, 150, 151, 152, 153), jossa on poistoaukot (21, 157) siivilöidyn nesteen poiskuljettamiseksi, tunnettu siitä, että suspension liikesuuntaan nähtynä sihtirungon etu- ja taka-päätä rajoittavat tiivistävät liukulaakerit (12, 13; 32, 35), joissa on laakeripinnat, joilla on eri poikkileikkausalat siten, että ontelotilavuus muuttuu sihtirungon liikkuessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin yksi sihtirunko (11, 104, 106, 151) on laakeroitu rungon kehään siten, että suspensio virtaa sihtirungon sisällä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin yksi sihtirunko (30, 103, 105, 150) on laakeroitu yhtenäiseen tai jaettuun laakerirunkoon (33, 36, 115) siten, että suspensio virtaa laakerirungon sivulla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sihtirunko (11, 104, 106, 151) on laakeroitu kehämäisesti runkoon ja ainakin yksi sihtirunko (30, 103, 105, 150) on laakeroitu keskelle runkoa siten, että suspensio virtaa sihtirunkojen välissä.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että runko on poikkileikkaukseltaan suorakulmainen ja siihen on järjestetty ainakin yksi suora sihtirunko (103, 104, 105, 106) suspension liikesuuntaan nähden poikittain. 10 69660

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että useita pitkänomaisia sihtirunkoja (103, 104, 105, 106) on järjestetty yhdensuuntaisesti olennaisesti saman välimatkan päähän toisistaan rungon seinämien sisäpuolelle.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että rungon poikkileikkaus on pyöreä ja siihen on järjestetty yksi tai useampia samankeskeisesti vastakkaisilla sihtipinnoilla varustettuja, rengasmaisia sihtirunkoja (151, 153), jotka on jaettu koko poikkileikkauksen alueelle. Il Patentkrav s r\ s s r\ - 69660