FI75002C - Anordning vid defibreringsturbiner. - Google Patents

Description

75002

Laite kuidutusturpiineihin Jätepaperien talteenottamisella on yhä tärkeämpi sija paperimassan valmistuksessa.

Tässä talteenotossa ensimmäisessä vaiheessa jätepaperit pannaan irrallisina laitteisiin, joihin syötetään vettä, ja niille suoritetaan ensimmäinen käsittely, jossa kuidut hajotetaan ja jossa suurikokoiset epäpuhtaudet kuten narut, rautalangat, suurikokoiset muovit jne. voivat erottua tai erotetaan.

Tähän erotukseen käytetään joko hajotusrumpuja tai ns. esi-pulppereita.

Rummut ovat yleensä vaakasuoralla akselilla pyöriviä lieriöitä, joissa on kuitujen hajotustankoja tai -tappeja ja joiden jälkeen on sovitettu sihtirumpuja tai erotinlaitteita. Mutta tällaiset rummut toimivat hitaasti ja niiden syöttömäärä on vähäinen ja niistä saadaan seosta, jonka massakonsentraatio on pieni (2-3 % kuiva-ainetta), minkä vuoksi joudutaan suorittamaan kallita sakeuttamistoimenpiteitä.

Esipulpperit ovat tavallisesti avoimia lieriön muotoisia laitteita, joiden pohjalla on siivellinen roottori. Eräissä tällaisista laitteista roottori on suhteellisen tasainen ja se aikaansaa käsiteltävään aineeseen voimakkaan keskipakovaiku-tuksen sen joutuessa kosketukseen pohjan kanssa, joka on rei-itetty tai varustettu tapeilla, jolloin käsiteltävä aine piis-kautuu hajalle ja osa siitä kulkeutuu pohjan läpi joutuakseen sitten erottimiin tai jatkokäsittelypulppereihin.

Tällaisten laitteiden haittana on se, että niistä saadun massan sakeus on matala ja ne hajottavat liiaksi, mikä koskee ei ainoastaan talteenotettavia kuituosia, vaan myös kuitua sisältämättömiä aineksia (naruja, metallikappaleita, muoveja).

75002 2

Eräs tämän hetken hankaluus jätepaperien talteenottamisessa on kuitenkin muoviainesten, varsinkin paperiin liitettyjen muoviarkkien lisääntynyt käyttö, ja onkin erittäin tärkeätä saada paperi kuidutetuksi rikkomatta muoviainesta olevia osia, jotta ne on helpompi erottaa.

Eräissä toisenlaisissa pulppereissa, jotka tunnetaan nimellä potkuripulpperi, on potkurin muotoinen pystysuuntaisella akselilla oleva turpiini, joka saa käsiteltävän aineen laskevaan akselinsuuntaiseen liikkeeseen, jota seuraa keskipakoliike sileällä pohjalla. Näillä laitteilla kuiduttaminen tapahtuu kuitujen hankautuessa toisiaan vasten keskipakovaikutukseen joutuneen aineen suihkutessa suhteellisen liikkumattomana pysyvään aineosaan. Hajalle piiskautuminen on vähäistä ja siitä syystä epäpuhtaudet jäävät massaan eivätkä jakaudu, kun sen sijaan paperi kuiduttuu.

Nämä laitteet toimivat yleensä jaksottaisesti, ilman pohjasih-tiä, ja pulpperin sisältö kaadetaan tällöin erottimiin, jotka erottavat hyväksyttävän massan epäpuhtauksista; tällaista erotinta on selitetty FR-patenttihakemuksessa n:o 83.04929.

Näissä laitteissa saatu sakeus on noin 15 % kuiva-ainetta, mikä on suhteellisen korkea seuraavissa lajitinlaitteissa suoritettavaa laimennusta ajatellen.

Tällaisten laitteiden haittana on kuitenkin se, että niitä on vaikeata rakentaa pienikokoisina. Potkurin tasapainottamisen vaatimukset edellyttävät kolmen 120° toisiinsa nähden siirretyn lavan käyttämistä, jolloin lapojen väliin muodostuu kolme kanavaa, jotka kiertävät pystyakselin ympäri pieninousuisen spiraalin tapaan yläosassa laajentuen keskipako- ja hajautuviksi kanaviksi alaosassa.

3

Kun kysymyksessä on 40 m pulpperi, jonka korkeus 2,10 m η·*.

spiraalit, joita on neljä ja jotka kiertyvät toistensa sisään, muodostavat 50-70 cm:n levyistä kana-

II

3 75002 via.

Mutta pienemmissä malleissa eli esimerkiksi alle 5 m^m laitteissa tällaisella turpiinilla saadaan huonoja tuloksia.

Syynä siihen on se, että potkurin lapojen välinen tila on liian pieni ja että käsiteltävä aine pakkautuu lapojen väliin; lapojen välisen tilan pitämiseksi riittävänä joudutaan suurentamaan niiden kaltevuutta, mutta aineeseen vaikuttaa tällöin keskipakonopeuskomponentti potkurin yläosassa, mikä estää sitä toimimasta kunnolla. Toisaalta suurissa laitteissa lineaarinen nopeus akselilla on suhteellisen hidas verrattuna lineaariseen nopeuteen potkurin alaosan kehällä, jolloin aineelle saadaan alempi tangentiaalinen keskipakonopeus, joka on riittävä, jotta kuiduttaminen onnistuu.

Pienempiä malleja on niiden pienemmän koon vuoksi pyöritettävä hitaammin, jottei niissä synny liian voimakasta keskipako-vaikutusta, joka olisi haitallinen niiden kuidutuskyvylle.

Keksinnön tavoitteena on korjata näitä haittoja ja sen kohteena on pulpperia varten tarkoitettu potkuriturpiini, jonka avulla saadaan pienemmillä kustannuksilla ja suuremmalla teholla toimivia pulppereita, joiden tilavuusvalikoima on paljon laajempi, ja sen ansiosta voidaan valmistaa etenkin pienikokoisia yksikköjä.

Keksinnön mukainen potkurin muotoinen turpiini on tunnettu siitä, että se muodostuu akselitukistasta, joka kannattaa peräkkäin vähintään kahta akselitukin kanssa koaksiaalista kie-rukkamaista levyä, joiden nousu on pieni ja jotka ulottuvat enintään noin 360°:n alueelle ja ovat akselilla sellaisen etäisyyden päässä toisistaan, joka on vähintään 1,5 kertaa levyjen kierteen nousu, ja turpiinin alaosassa on joukko säteen suuntaisesti lähteviä siipiä, joiden poikkileikkaus kohtisuoraan akselia vastaan on spiraalin muotoinen. Mieluiten: 4 75002 a) ylempien kierukkalevyjen nousu on sellainen, että näiden levyjen kehäkaltevuus on akselia vastaan kohtisuoraan tasoon nähden noin 15° (10-20°), b) kierukkalevyjen keskimääräinen halkaisija suurenee turpiinin huipusta sen tyveen mentäessä, c) alasiivet on taivutettu Bernouillin spiraaliksi, jonka kulma on noin 25°-35° (spiraalin tangentti missä tahansa pisteessä muodostaa vakiokulman, joka on 25°-35°, mieluiten noin 30°, tämän pisteen kautta kulkevan ympyränkehän tangentin kanssa).

d) eri kierukkalevyt ovat siirretyt toisiinsa nähden kulmassa, joka on noin 360° jaettuna levyjen lukumäärällä.

Näitä järjestelyjä ja keksinnön muita tunnusmerkkejä valaisevat liitteenä olevat piirustukset, joissa: kuvio 1 on kaavamainen pystyleikkauskuva esipulpperista, joka on varustettu keksinnön mukaisella turpiinilla; kuvio 2 on pystykuva keksinnön mukaisesta kaksilevyisestä ja kolmisiipisestä turpiinista; kuvio 3 on pystyleikkauskuva kolmilevyisestä ja kolmisiipisestä turpiinista; kuvio 4 on akselin suuntainen yläkuva kuvion 2 mukaisesta turpiinista ; kuvio 5 on akselin suuntainen yläkuva samasta turpiinista.

Näistä kuvioista nähdään, että keksinnön mukainen turpiini, joka on tarkoitettu sovitettavaksi tunnetun muotoisen esipulp-perin 1 pohjalle, muodostuu akselin 9 tukista 2, joka kannattaa peräkkäin ylhäältä lähtien useita kierukkamaisia välimatkan päässä toisistaan olevia levyjä 3, 4, 5 ja alaosassaan useita spiraalimaisia siipiä 6, 7, 8.

Kierukkalevyt 3, 4, 5 kiertyvät kierukan tai Arkhimedeen ruu vin tapaan akselitukin 2 ympäri, kunkin levyn ulottuessa enintään yhden täyden kierroksen (360°) alueelle. Kaikkien näi den kierukkalevyjen nousu on pieni, kaltevuuskulman ος kiekon 5 75002 kehällä ollessa noin 15°. Kahden levykiekon välinen etäisyys AB, mitattuna akselitukkia 2 pitkin, on sitä vastoin suhteellisen suuri. Juuri tämä etäisyys määrää kahden peräkkäisen levyn rajaaman virtauskanavan korkeuden. Tämä etäisyys voi vaihdella varsin laajoissa rajoissa. Keksinnön mukaan etäisyyden AB tulee olla vähintään 1,5 kertaa ja mieluiten noin 2 kertaa levyn kierteen nousu.

Spiraalimaisten siipien 6, 7, 8 muoto näkyy erityisen selväs ti kuviosta 4 (yläkuva). Ne ovat yleismuodoltaan sellaisia levyjä, jotka lähtevät spiraalin tapaan akselitukista 2. Mieluiten kaarevuudeksi otetaan Bernouillin spiraali, jonka va-kiokulma on 25°-35°. Levyjen 6, 7, 8 korkeus pienenee edullisesti akselitukista 2 levyjen päähän päin, jokaisen siiven korkeimman kohdan ollessa lähellä lähintä kierukkalevyä. Näitä siipiä on lukumäärältään mieluiten vähintään kolme. Niiden kärkien kautta piirretyn ympyräviivan halkaisija on suurempi kuin levykiekkojen 3, 4, 5.

Näin muodostuva kokonaisuus sisältyy sellaisen yleismuodoltaan kartion tai kellon muotoiseen kuvioon, jonka huippukulma y on 60°-80°.

Tällä tavoin rakennettuna keksinnön mukainen turpiini on akse-litukki, joka kannattaa sarjaa peräkkäisiä kierukkamaisia levyjä, joiden läpimitta suurenee ja jotka on sovitettu välimatkan päähän toisistaan ja joiden jälkeen on sovitettu spiraali-siivillä varustettu keskipakoroottori.

Keksinnön edut ovat seuraavat:

Kun ei käytetä turpiinipotkuria, jonka lavat ovat yhtenäiset ylhäältä alas asti, vaan turpiinia, joka muodostuu erillisistä päällekkäin sovitetuista levyistä, saadaan aikaan tarpeeksi suuri virtauskanava kierukkalevyjen kaltevuuden pysyessä silti vähäisenä. Tästä syystä, käsiteltävät aineet liikkuvat 6 75002 todella pystysuorassa suunnassa turpiinin yläosassa, pakkautumatta ja ilman haitallista keskipakovaikutusta. Sitä vastoin spiraalisiipien syöttö paranee ja niiden keskipakovaikutus on tehokkaampi ja paikallistuu paremmin juuri turpiinin alaosaan .

Tästä syystä voidaan valmistaa pieniä, alle 5 m3:n yksikköjä yhtä hyvin kuin suuria yksikköjä (5-50 m3).

Lisäksi keksinnön mukaisella turpiinilla voidaan työskennellä korkeammilla sakeuksilla, jopa yli 20 %:n sakeuksilla eli 200 g :11a kuiva-ainetta litraa kohti, mikä lisää sen kuidutusky-kyä.

Tämä on tulosta siitä, että käsiteltävän aineen ja turpiinin väliset kosketuskohdat vähenevät ja keskipakovaikutus paikallistuu paremmin pohjalle. Seurauksena on myös energian kulutuksen supistuminen sekä esipulpperin että sen jälkeen tulevien erottimien kohdalla.

Lopuksi vielä keksinnön mukaisen turpiinin valmistuskustannukset ovat huomattavasti pienemmät turpiinin muodon yksinkertaisuuden ansiosta.

Nykyisin markkinoilla oleviin potkurityyppisiin turpiineihin verrattuna keksinnön mukaisen turpiinin valmistuskustannukset ovat 4-5 kertaa pienemmät, mikä on merkittävää.

Keksinnön mukainen turpiini avaa näin uusia näköaloja tämäntyyppisten esipulppereiden kehittämisessä.

Kuviossa 2 esitetyssä esimerkissä turpiinissa on kaksi kieruk-kalevyä 3, 4, jotka ovat toisiinsa nähden siirretyt noin 180°, kun sen sijaan kuvion 3 mukaisessa esimerkissä on kolme levyä 3, 4, 5, jotka ovat siirretyt toisiinsa nähden noin 120°. Siirtymien suuruudeksi valitaan se, jossa pyörintä on tasapainoisinta eri levyjen erikokoiset halkaisijat huomioon- 7 75002 ottaen.

Yksikään kierukkalevy ei mieluiten ulotu laajemmalle kuin yhden täyden kierroksen (360°) verran, jotta vältytään kapean kanavan syntymiseltä ja siitä aiheutuvalta käsiteltävän aineen pakkautumiselta. Keksinnön mukaan on kuitenkin suositeltavaa antaa niiden ulottua lähes täyden kierroksen alalle, jottei synny liikaa johtoreunoja, jotka saattavat hajottaa käsiteltävää ainetta liikaa ja aiheuttaa näin sen pakkaantumista.

Turpiinin tyveen on edullisesti sovitettu siipien 6, 7, 8 tukilevy 10.

Claims (10)

1. Jätepaperien käsittelyä varten tarkoitettu pulpperi- turpiini, joka on tarkoitettu sovitettavaksi puipperialtaan pohjaan, ja joka käsittää taivutetut ja viistoon suunnatut säteittäiset siivet ja yleismuodoltaan potkurimaisen akselin, tunnettu siitä, että se muodostuu pystysuorasta akselitu- kista (2), joka kannattaa peräkkäin vähintään kahta akselitu- kin (2) kanssa koaksiaalista kierukkamaista levyä (3, 4), joiden nousu on vähäinen ja jotka ulottuvat enintään noin o 360 :n alueelle ja ovat akseli tuki 11a (2) sellaisen välimatkan päässä toisistaan, joka on vähintään 1,5 kertaa levyn kierteen nousu, ja turpiinin alaosassa on joukko säteen suuntaisesti lähteviä siipiä (6, 7, 8), jotka kaareutuvat spiraalin tapaan akselitukista (2) lähtien.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turpiini, tunnettu siitä, että kierukkalevyn (3, 4, 5) kehällä kaltevuuskulma ak -selitukkia (2) vastaan kohtisuoraan tasoon nähden on noin 1 5°.

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen turpiini, tunnettu siitä, että kahden kierukkalevyn välinen etäisyys akselituki 11 a (2) on vähintään kaksi kertaa jonkin levyn (3, 4, 5) kierteen nousu.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen turpiini, tunnettu siitä, että kierukkalevyjen keskimääräiset halkaisijat suurenevat turpiinin huipusta sen tyveen mentäessä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen turpiini, tunnettu sitä, että halkaisija suurenee sillä tavoin, että kierukkale- , o vyt sisältyvät kartioon, jonka huippukulma on noin 60-80 . Il 9 75002

6· Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen turpii ni, tunnettu siitä, että kierukkalevyt (3, 4, 5) on siir- o retty toisiinsa nähden kulmassa, joka on noin 360 jaettuna levyjen lukumäärällä.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen turpiini , tunnettu siitä, että kierukkalevyt (3, 4, 5) ulottuvat akselitukin (2) ympärille noin 360°:n alueelle.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen turpiini, tunnettu siitä, että alemmat siivet kaareutuvat Ber- o nouillin spiraaliksi, jonka kulma on 25-35 .

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen turpiini, tunnettu siitä, että alemmat siivet (6, 7, 8) muodostuvat kaarevista levyistä, joiden korkeus pienenee akselitukis-ta (2) niiden kehälle mentäessä.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen turpiini, tunnettu siitä, että alempien siipien (6, 7, 8) päiden kautta piirretyn ympyräviivan halkaisija on suurempi kuin kierukkalevyjen (3, 4, 5). 75002 10