FI71588B - Blandningsapparat foer kemikalier i suspensioner - Google Patents

Description

Γξ35?*1 γβι ni)KUUstLUTUSJULKA,su 71588

JvIhP B 11 UTLÄGG Nl NGSSKRIFT 1 1 ϋ ° ° •'•SS C (45) Γ ' r’ 1" 1 1':‘· -1 - 1 * y SCjtf) P"-1:—t r’el:i IJ D1 1037 /51\ Kv Ik‘/Intel * D 21 D 3/°°’ B 01 F 7/°°’ (51) Kv.llc. /Int-CI. D 21 c 9/12 (21) Patenttihakemus — Patentansökning 803009 (22) Hakemispäivä -- Ansökningsdag 25 · 09 · 80 (H) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 25.09-80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 28.05.8 1

Patentti· ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. | Q JQ gg

Patent- och registerstyrelsen 1 Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet 27.11.79 Ruotsi-Sverige(SE) 7909781-2 (71) Kamyr Aktiebolag, Box 1033, Karlstad, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Björn Ähs, Karlstad, Ruotsi-Sverige(SE) (7*0 Lei tzinger Oy (5*0 Laite kemikaalien sekoittamiseksi suspensioihin -Blandningsapparat för kemikalier i suspensioner

Esillä olevan keksinnön kohteena on suspensioiden, erityisesti kasvi-kuitujen käsittely nesteessä ja tarkemmin sanoen laitteet käsittely-kemikaalien sekoittamiseksi tällaisiin suspensioihin. Sekoitettavat kemikaalit voivat olla nestemäisessä ja/tai kaasumaisessa muodossa.

Massateollisuudessa käytetään sarjaa erilaisia laitteita käsittely-kemikaalien sekoittamiseksi. Alhaisissa kuitukonsentraatioissa aina noin 5 %:iin asti ei esiinny mitään erityisiä ongelmia sekoituksessa, mutta suuremmissa kuituväkevyyksissä, jolloin tätä aluetta voidaan kutsua väliväkevyysalueeksi konsehtraatioiden ollessa jopa noin 15 %, muodostuvat ongelmat vaikeammiksi pääasiallisesti siitä syystä, että kuitujen välissä on niin vähän vapaata nestettä. Esillä olevan keksinnön kohteena ovat sekoituslaitteet, jotka sopivat väkevvysalueella 2 - 15 %, edullisesti 8 - 14 % olevalle massalle.

Esillä olevan keksinnön pääasiallisimpana tarkoituksena on ratkaista tehokkaasti ne ongelmat, joita esiintyy haluttaessa jakaa kemikaalit tasaisesti mainitulla väkevyysalueella olevaan massaan.

Keksinnön toisena tarkoituksena on tehdä laite mahdollisimman pieneksi ja yksinkertaiseksi vaikuttamatta samanaikaisesti negatiivisesti „ , 2 71 588 tuloksiin.

Keksinnön kolmantena tarkoituksena on aikaisemmin tunnetuilla massan fluidisointimenetelmillä saada aikaan laite, joka tehokkaasti käyttää hyväkseen niitä mahdollisuuksia, joita tämä menetelmä tarjoaa. Tässä yhteydessä voidaan viitata FI-patenttijulkaisuun 62872, joka vastaa SE-patenttihakemusta 7904558-9.

Keksinnön mukainen laite perustuu sille periaatteelle, että paras mahdollinen sekoitus sekä emulgoituminen saavutetaan silloin, kun kuitu-suspensiossa on saatu aikaan täysin muodostunut turbulenssi, eli kun on saavutettu kuitususpension täydellinen fluidisoituminen. Laitetta selvitetään jäljempänä tarkemmin viittaamalla oheisiin kuivioihin 1 ja 2 sekä oheisista patenttivaatimuksista ilmenevään suojaalueeseen.

Kuvio 1 esittää osittain leikatun sivukuvan laitteesta.

Kuvio 2 on toinen sivukuva nähtynä pitkin kuviossa 1 olevia nuolia A-A.

Kuviossa 1 viitenumero 1 esittää yleisesti ottaen laitteen koteloa tai runkoa, joka koostuu sylinterimäisestä osasta 2, jonka halkaisija on pienempi kuin sylinterimäisen osan 3. Osassa 3 on tangentiaalinen poistokanava 4. Runko on varustettu tulovaipalla 5, joka liitetään putkeen tai johonkin toiseen koneeseen sekä poistolaipalla 6, joka liitetään putkeen tai 1isäkäsittelylaitteeseen. Runko on edelleen varustettu pyörivän akselin 8 laakeripesällä 7, jota akselia käyttää esittämättä jätetty käyttölaite sopivalla kierrosluvulla. Runko 1 on edelleen varustettu kemikaalien tulokanavilla 9, 10 ja 11.

Mainittu akseli 9 on kiinnitetty roottoriin 12, joka rungonosan 2 sisäpuolella käsittää siivillä 13 varustetun, yleisesti ottaen sylinterimäisen roottoriosan ja joka rungonosassa 3 käsittää siipi-mäisen osan 14, jossa on yksi tai useampia rengasmaisia levyelement-tejä 15 ja 16. Elementit 15 ja 16 on varustettu pääasiallisesti säteettäisillä kiinteillä lavoilla 17, 18. Molemmat runko-osat 2 ja 3 on varustettu vastakkaisilla kiinteillä lavoilla 19, 20.

Lavat 19 ovat yhdensuuntaiset akselin kanssa ja lavat 20 ovat sätettäisiä. Kaikki lavat tai siivet, sekä kiinteät että pyörivät, on esitetty siten, että jokaista tyyppiä on neljä kappaletta, 71588 mutta on selvää, että periaatteessa niitä voi olla kuinka monta tahansa jaettuna kehälle. Samalla tavoin voi kiinteiden ja pvörivien siipien välinen etäisyys vaihdella sen suspension mukaisesti, jota on tarkoitus käsitellä sekä myös sekoitettavien kemikaalien mukaisesti. Kuvio 2 on varustettu kuviota 1 vastaavilla viitemerkinnöillä.

Kuten yllä olevasta selityksestä selviää, laite koostuu kahdesta vyöhykkeestä, jolloin ensimmäisessä vyöhykkeessä suspensio liikkuu olennaisesti aksiaalisuuntaan samalla kun vyöhyke tietyssä määrin pyörii runko-osan 2 sisässä, ja samanaikaisesti toisessa vyöhykkeessä suspensio liikkuu olennaisesti säteettäisesti ja tämä vyöhyke pyörii tietyssä määrin runko-osan 3 sisäSsä. Ensimmäisen vyöhykkeen tehtävänä on mahdollisimman tehokkaalla tavalla jakaa kemikaalit tasaisesti kuitususpensioon ja sitä kutsutaankin jakeluvyöhykkeeksi, ja toisen vyöhykkeen tehtävänä on hienodispergoida kemikaalit siten, että emulsio pysyy koossa ja tätä vyöhykettä kutsutaankin emulgointivyöhykkeeksi . Sekä kemikaalien jako kuitususpensioon että emulgointi tapahtuu erittäin nopeasti edellyttäen, että kuitususpensio on flui-disoidussa tilassa. Esitetyllä tavalla on molemmat vyöhykkeet rakennettu yhdeksi yksiköksi, jossa on ainoastaan yksi pyörivä osa, joka merkitsee sitä, että laite muodostuu huomattavasti yksinkertaisemmaksi ja halvemmaksi kuin tunnetut laitteet. Laitteen tehokkuudesta ja hyötysuhteesta johtuen on se rakenteeltaan siinä mielessä tunnusmerkillinen, että yhteinen seisonta-aika sekä jakeluvyöhvk-keessä että emulgointivyöhykkeessä on merkittävästi lyhyempi kuin tavanomaisissa laitteissa. Tällöin seisonta-aika on 0,01 - 2,0 sekuntia, edullisesti 0,05 - 0,5 sekuntia. Käytännön kokeet ovat osoittaneet, että seisonta-ajan ei pitäisi ylittää 2,0 sekuntia, koska erityisesti sdlluloosakuidut ovat. herkkiä mekaaniselle kulumiselle siten, että kuitujen lujuusominaisuudet saattavat huonontua ajan muodostuessa liian pitkäksi. Koska sekoitusvaikutus on erityisen tehokas fluidisoidussa tilassa, on myös laitteen tehonkulutus huomattavasti vähäisempi kuin tunnettujen sekoituslaitteiden. Edelleen laitteelle on tyypillistä se, että se pitää suspensiossa riittävän suuren hiertovoiman tämän suspension fluidisoimiseksi.

Laite sopii erityisesti valkaisukemikaalien CIO2 ja lisäykseen, joita kemikaaleja tunnetuilla menetelmillä voidaan lisätä suspensioon yhdessä tai erillään, jolloin esimerkiksi CIO2 lisätään tulokanavasta 9 ja CI2 tulokanavasta lo. Lopuksi voidaan tulokanavaan 11 lisätä 4 71588 kolmatta käsittelyainetta, mikäli se on toivottavaa. Erityisesti voidaan tulokanavaa 11 käyttää käsiteltäessä massaa happikaasulla, jolloin happikaasua voidaan lisätä tulokanavaan 10, josta kaasu jaetaan tehokkaasti runko-osassa 2 olevaan suspensioon ja tämän jälkeen runko-osassa 3 tapahtuu voimakas emulgoituminen, jolloin lopuksi tulokanavan 11 kautta suspension omatessa edelleen suhteellisen suuren nopeuden lisätään alkalista liuosta, silloin kun se tunnetuilla menetelmillä on tarpeellista massan käsittelemiseksi tehokkaasti hapella. On tunnettua, että alkalisten massasuspen-sioiden voimakas sekoittaminen voi johtaa valmiin massan huonompiin lujuusominaisuuksiin. Tästä syystä esillä olevan keksinnön etuna on se, että on olemassa mahdollisuuksia lisätä alkalista liuosta siinä kohdassa, jossa suspensio ikään kuin on poistumassa laitteesta, mutta sillä on edelleen niin suuri nopeus, että alkalinen liuos leviää tehokkaasti. Tällöin alkali tai emäs pitää lisätä silloin, kun suspensio on edelleen fluidisoidussa tilassa, mikä esillä olevassa laitteella tapahtuu yksinkertaisesti ja tehokkaasti. Tulo-kanavat 9, 10 ja 11 tehdään kussakin tilanteessa sopiviksi vastaavalle käsittelyaineelle. Kuviossa 1 on esitetty kaksi rengasmaista elementtiä 15 ja 16, joissa on siivet 17 ja 18. Mikäli laitetta käytetään yksinomaan nestemäisten kemikaalien sekoittamiseen, voidaan nämä sopivasti lisätä tulokanavien 9 ja 10 kautta sekä tämän jälkeen voidaan saavuttaa mahdollisesti riittävä emulgointi vain yhdellä elementillä 15, 16. Mahdollisesti voidaan molemmat elementit 15 ja 16 jättää pois ja edelleen saavutetaan riittävän hyviä tuloksia.

Yllä olevassa keksinnön selityksessä edellytetään, että lavat tai siivet ovat aksiaaliset ja vastaavasti radikaaliset, mutta tietyissä tapauksissa tämä voidaan edullisesti muuttaa siten, että lavat ovat jonkin verran kaarevat, jolloin saadaan tietty pyörrevaikutus.

Keksintö ei rajoitu yllä kuvattuihin edullisiin suoritusmuotoihin, vaan se voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (3)

5 71588

1. Laite käsittelyaineiden sekoittamiseksi seiluloosapitoisi in kuitususpensioihin, johon laitteeseen kuuluu runkoon (1) sijoitettu pyörivä siivillä (13, 17, 18) tai vastaavilla varustettu sekoitus-elin (12, 14), joka on järjestetty lähelle rungon sisäosaa, tulo-kanava (5), jonka kautta suspensio syötetään olennaisesti aksiaali-suuntaan, poistokanava (6) sekä tuloaukot (9, 10, 11), joiden läpi syötetään käsittelyaineet, tunnettu siitä, että rungon ensimmäisessä sylinterimäisessä osassa (2) oleva sekoituselin (12, 14. on varustettu olennaisesti aksiaalisilla siivillä (13), jotka ovat runko-osaan (2) kiinnitettyjen siipien (19) sisällä, että rungon toisessa sylinterimäisessä osassa (3), joka on halkaisijaltaan suurempi kuin ensimmäinen osa (2), oleva sekoituselin (12, 14), on varustettu siivillä (17, 18), jotka on järjestetty olennaisesti säteettäisesti sekoituselimen akselin ympäri, että rungon toinen osa (3) on varustettu vastakkain olevilla siivillä (20) ja että liikkuvat siivet (13, 17, 18) pyyhkivät rungon kiinteiden siipien (19, 20) yli.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että rungon ensimmäisessä sylinterimäisessä osassa (2) olevat tulo-kanavat (9, 10) on järjestetty sopivasti vastaanottamaan yksi tai kaksi käsittelyainetta ja että laitteen toisessa sylinterimäisessä osassa (3) oleva tulokanava (11) on tehty sopivaksi ottamaan vastaan toista tai kolmatta käsittelyainetta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteen ensimmäisessä sylinterimäisessä osassa (2) oleva tulo-kanava (9, 10) tai molemmat tulokanavat (9, 10) on järjestetty vastaanottamaan happikaasua ja että laitteen toisessa sylinterimäisessä osassa (3) oleva tulokanava (11) on tehty sopivaksi vastaanottamaan emäksistä liuosta.