FI78128B - Foerfarande och anordning foer utforming av en materialbana. - Google Patents

Description

7 812 8

MENETELMÄ JA LAITE MATERIAALINAHAN MUODOSTAMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR UTFORMING AV EN MATERIALBANA

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä nateriaalinauhan muodostamiseksi kerrostamalla hiukkasia, kuten kuituja, jotka ovat jakautuneina kaasumaisessa väliaineessa, hiukkasten kerrostuspinna11 e, joka materiaalivirta käsittää mainitun kaasumaisen väliaineen ja mainitut hiukkaset, jotka johdetaan astian sy1interimäistä sisäseinää pitkin sisääntulokohdasta ulosmenokohtaan, josta ulosmeno-kohdasta hiukkaset erkanevat mainittuun hiukkasten kerrostuspin-taan .

- Suurin ongelma tällaisen materiaalivirran, jossa partikkelit ovat ainakin olennaisesti erillään toisistaan, johtamisessa mainitun astian sisääntulon ja ulostulon välillä on materiaalivirran tiheyden säilyttäminen s.o. estää materiaalivirtaa paisumasta tai tiivistymästä, kun samanaikaisesti säilytetään hiukkasten nopeus olennaisesti vakiona. On erittäin tärkeää, että hiukkasten nopeus pidetään vakiona, koska jos jokainen yksittäinen hiukkanen joutuu hidastusvoimien alaiseksi siirtyessään mainitun astian sisääntulo-kohdasta ulostuloalueelle, yhdistyvät hiukkaset ja muodostavat aggregraatteja tai sakkautumia. Kun mudoostettava nauha on kuitu-nauha, nämä sakkautumat huonontavat nauhan pöyneyttä ja johtavat epätasaiseen tuotteeseen.

Menetelmä kuitujen kerrostamiseksi nauhamaisesti kuitujen kerros-tuspinnalle tunnetaan esim. ruotsalaisesta patentista 169 259. Tällaisella laitteella materiaalivirta johdetaan tangentiaa 1isesti sy1interimäis een rumpuun ympyrämäiselle radalle. Osa sisäänmene-västä materiaalivirrasta otetaan ulos rummun poistokohdasta, kun taas jäljelle jäävä virtaus kulkee täyden kierroksen ja yhdistyy uudelleen sisäänmenevään virtaukseen. Materiaalivirta kutistuu huomattavasti tämän pyörähdys 1iikkeen aikana, eikä ole mitään keinoa estää kuituja yhdistymästä toisiinsa ja mudostamasta sakkautumia. Tämän seurauksena on esillä olevan keksinnön päätarkoituksena aikaansaada menetelmä, jossa virtauksen turOulaatioliike saadaan säilymään hidastamatta kaasumaisen väliaineen kuljettamia hiukkasia juuri lainkaan, samalla kun materiaalivirran liike muutetaan spiraalimaiseksi.

78128 Tämä tarkoitus saavutetaan ensisijaisesti siten, että johdetaan aluksi materiaalivirta tietyllä nopeudella mainittuun sisääntulo-kohtaan ja pitämällä kaasuvirta astian aksiaa 1isuuntaisena ohjataan materiaalivirta spiraalimaista rataa, jonka jakso on olennaisesti vakio ja jossa hiukkasten nopeus on olennaisesti vakio, mainitun poistokohdan alueelle.

Spiraalimaista rataa liikkuvat materiaalivirran hiukkaset joutuvat keskipakovoimien ja aksiaalisen ilmavirtauksen luomien voimien alaisiksi. Aksiaalinen ilmavirta vaikuttaa mainittuun, spiraali-maista rataa kiertävään kaasuvirtaan siten, että tämän nopeus säilyy vakiona tai ainakin olennaisesti vakiona ja sen seurauksena hiukkaset liikkuvat vakionopeudella koko matkan, mikä estää niitä sakkautumas ta.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuv. 1 esittää keksintöä yksinkertaistettuna.

Kuv. 2 esittää keksinnön mukaista laitetta ylhäältä katsottuna. Kuv. 3 esittää kuv. 2 astian poistolaitteistoa.

Kuviossa 1 on esitetty astia 1, jossa on sisempi sylinterimäinen seinä 2 ja jonka sisähalkaisija on 2R. Astiassa 1 on materiaalin 4 sisääntulo 3, joka materiaalivirta koostuu kuiduista tai muista kappaleista, jotka ovat tasaisesti jakautuneet kaasuvirtaan. Materiaalin 4 virta suihkutetaan tangentiaa1isesti seinää 2 vastaan nopeudella V ja mieluiten vinossa kulmassa sylinterien akselin suhteen. On kuitenkin täysin mahdollista syöttää materiaalivirta tangentiaalisesti tasossa, joka on suorakulmaisesti sylinterin akseliin nähden, minkä johdosta materiaalivirta, ellei erikoistoi-miin ryhdytä, liikkuu ympyrämäistä rataa, kuten edellämainitussa ruotsalaisessa patentissa 169 259 on esitetty. Keksinnön mukaisesti imetään kaasuvirta, jonka nopeus on W astian 1 läpi sylinterin akselin suunnassa imuaukon 5 läpi. Tämä ilman aksiaalinen virtaus toimii mainitun materiaalivirran kaasumaisena väliaineena, 3 78128 t niin, että mainittu kaasumainen väliaine piirtää^ kierto 1iikkeen yhdessä pitkin seinää 2 tapahtuvan laminaarivirtauksen kanssa ja antaa muodostuneelle kaasupyörteelle voiman, joka vaikuttaa aksi-aalisesti kohti kappaleiden poistoaluetta 6 . Materiaalivirtauk-seen syntyy jakso L sylinterin pituussuunnassa, riippuen ilman ak-siaa 1ivirtauksen nopeudesta W. Nopeus W on vuorostaan riippuvainen materiaalivirran tiheydestä, astian halkaisijasta 2R ja syöt-tönopeudesta V. Halutun tuloksen aikaansaamiseksi s.o. olennaisesti vakionopeuksinen, spiraalimainen virtaus, jota seuraa materiaalivirta 4 ja halutun normaalisti muuttuvan jakson L säilyttämiseksi pitkin materiaalivirtaa, pitäisi materiaalivirran hiukkas-konsentraation olla välillä 50-600 grammaa kuitua/m3 kaasua ja mieluiten välillä 120-360 g/m3. Suuruusluokkaa 600 grammaa kuitua/m3 kaasua olevien hiukkaskonsentraatioiden ollessa kysymyksessä, on välttämätöntä käyttää erittäin korkeita syöttönopeuksia V, ja tuloksena olevien keskipakovoimien vaikutus voi tällöin olla niin suuri, että ne aiheuttavat tietyn asteista saostumista lähinnä seinää 2 olevassa kaasuke* roksessa. Hiukkaskonsentraatioi11 a 50-600 g/m3 on mahdollista käyttää sisääntulonopeuksia 5-200 m/s, mieluiten 10-50 m/s.

Astian 1 suu 6 sijaitsee liikkuvan hiukkaskerrostajan pinnan 7 yläpuolella, joka on sopivasti kaasua läpäisevä ja joka on yhdistetty imulaatikkoon 8, joka on yhdistetty imulähteeseen (ei näy kuvioissa) putken 9 välityksellä. kun materiaalivirta 4 tavoittaa alueen 10, joka on suun 6 vieressä, jakautuu se osa aksiaalisesta ilmavirtauksesta, joka on saavuttanut tämän kohdan osittain ilmavirtaukseksi imuaukon 5 läpi ja ilmavirtaukseksi ulos tai läpi suun 6, riippuen kuri stusven11ii1in 16 säädöstä, joka venttiili on järjestetty poistokohtaan 5 ja imuvoima imulaatikosta 8 ja jakso L ja materiaalivirran nopeus pienenevät tämän seurauksena siten, että kuidut siirtyvät ulos poistokohdan 6 läpi ja asettuvat kuitu-kerrospinnalle 7. Koko siirtoradan ajan sisääntulon 3 ja mainitun alueen 10 välillä materiaalin 4 virtauksessa ovat kuidut olleet liikkeessä olennaisesti vakionopeudella, eivätkä tämän ansiosta ole voineet muodostaa sakkautumia. Etäisyys pisteen, josta hidastus alkaa poistokohdan 6 yläpuolella ja hiukkasten kerrostuspinnan 7 välillä voidaan tehdä riittävän lyhyeksi sakkauturnisrisk in täydelliseksi eliminoimiseksi.

78128

Materiaalivirran paksuus, joka voi nousta 30 %:iin mainitun astian säteestä, voidaan säätää muuttamalla spiraalimaisen kaasuvirran nopeutta, joka seuraa astian seiniä ja aksiaalista ilmavirtausta. Nauhan leveys määräytyy esimerkiksi suihkutussuulakkeen leveyden mukaan.

Kuv. 2 havainnollistaa yksinkertaisella tavalla laitetta tasaisen ja homogeenisen selluloosakuitukerroksen tuottamiseksi, jota kuitua käytetään absorptiomateriaalina esim. vauvan vaipoissa ja ter-veyspyyhkeissa. Se11uloosakuidut syötetään pneumaattisesti varastosta tai leikkurista 11 suihkuejektoriin 12, josta kuituja kuljettava kaasuvirta syötetään johtoa 13 pitkin kiihdytyssuulakkeeseen 14, jonka avulla materiaalivirta 4 suihkutetaan astiaan. Esitetyssä sovellutusmuodossa on astiassa 1 ilman sisääntulo 15 ja mainittu aksiaalinen ilmavirta vedetään imulaitteen 24 avulla mainitun sisääntulokohdan läpi kohti imupoistokohtaa 5, joka on varustettu mainitulla säädettävällä kuristusventtii1i1lä 16 aksiaalisen ilmavirtauksen säännöste 1emiseksi. Astia 1 on varustettu poistojoh-dolla 17, joka on järjestetty tangentiaa 1isesti astian 1 seinän suhteen ja joka esittää ulostuloväliä 18. Ulostuloväli 18 ulkonee astian 1 aksiaalisessa suunnassa ja sen pituus vastaa homogeenisen kuitunauhan 19 leveyttä, joka nauha on päättömällä hihnalla 20, joka liikkuu esitetyn nuolen suuntaan. Hihna 20 käsittää kudoksen, jonka alle on järjestetty imulaatikko.

Niiden sakkautumien erottamiseksi, jotka eivät ole hajonneet kiihdy tyssuu 1akkees sa tai muissa laitteissa ennen materiaalin syöttämistä astiaan 1, voidaan aiemmin mainittu ulostulo-osa varustaa jollakin tunnetulla erotuslaitteella. Tähän tarkoitukseen sopiva laite on esitetty kuviossa 3. Näin voi olla järjestetty hieman käyrä pinta 22, jota yksittäiset kuidut seuraavat ja erotuskieli 23, jonka y1i lennähtävät ne Kuitusakkautumat, joiden massa on suurempi kuin yksittäisen kuidun ja joilla näin ollen on myös suurempi kineettinen energia, leikkuriin 11 johtoa 21 pitkin, kun taas yksittäiset, kevyet kuidut syötetään hihnalle 20;jolloin ne muodostavat tasaisen ja täysin homogeenisen kuitukerroksen, jossa kuidut ovat olennaisesti yhdensuuntaisesti.

78128

Edellä on oletettu, että materiaalivirta syötetään tangentiaa 1i-sesti astiaan. Vaikka tämä onkin suositeltavaa, on myös mahdollista tuottaa virtaus aksiaalisesti astiaan sillä edellytyksellä, että kuituja kuljettavan kaasuvirtauksen saattamiseksi pyörimisliikkeeseen on systeemiin järjestetty pyörteen muodostava laite .Mater iaal i-virtauksen ohjaamiseksi pelkästään aksiaa 1ise sti niin, että mainittu virtaus liikkuu tangentiaa 1is esti tai ainakin olennaisesti tangentiaalis esti sy1interimäisen astian sisäseinän pinnalla, on mahdollista käyttää esim. painesuuntimien tunnettua tekniikkaa mainitun virran ohjaamiseksi halutunlaiseen liikkeeseen. On myös mahdollista syöttää useita spiraa1imaise sti vierekkäisiä virtoja, joilla on sama jakso. Teoreettisesti on mahdollista sijoittaa tällaisia virtauksia ilman että niiden välillä on etäisyyttä, jolloin syntyy jatkuva kerros, joka liikkuu spiraalimaisesti pitkin astian sisäpintaa.

Eräs keksinnön erittäin tärkeä etu on, että suihkutetussa kaasuvä-liaineessa olevat kuidut tulevat spiraalimaisen radan suuntaisiksi ja ne sijaitsevat tällöin yhdensuuntaisemmin kuin tunnetuilla laitteilla on mahdollista.

Kitkan eliminoimiseksi mahdollisimman tehokkaasti kaasuvirrassa olevien kuitujen väliltä ja astian 1 sisäpinnoilta, on mainitut sisäpinnat tehty niin sileiksi kuin mahdollista ja esim. kiillotettu. Sisäänmenevän materiaalivirtauksen paksuus ja nopeus ja myös kierukan jakso on säädetty osittain suihkuvirtauksen nopeuden mukaan ja sen sisäitävämän kaasumäärän mukaan, osittain astian säteen mukaan ja osittain aksiaalisen ilmavirtauksen mukaan.

Claims (8)

1. Menetelmä materiaalinauhan muodostamiseksi seostamalla kaasumaiseen väliaineeseen jakautuneita hiukkasia, kuten kuituja, kerrostuspinnalle, jolloin kaasumaisesta väliaineesta ja hiukkasista koostuva materiaalivirta injisoidaan tangentiaalisessa suunnassa sisääntulokohdasta ulosmenokoh-taan säiliön sylinterimäistä sisäseinää kohti ja sisäseinään saakka, josta ulosmenokohdasta hiukkaset erkanevat kerros-tuspintaan, tunnettu siitä, että säiliön sisälle aikaansaadaan aksiaalinen kaasuvirtaus materiaalivirran ohjaamiseksi ruuviviivamaista rataa ulosmenokohdan alueelle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että materiaalivirta kiihdytetään sisääntulokoh-dassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaalivirran hiukkaskonsentraatio valitaan välillä 120-600 g kuituja/kaasuvirta-m^ ja edulli-sesti 120-360 g kuituja/kaasuvirta-m .

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaalirata kiihdytetään säiliön sisääntulokohdassa nopeuteen 5-200 m/s, sopivimmin nopeuteen 10-50 m/s.

5. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, johon laitteeseen kuuluu säiliö (1), jossa on si-sääntulokohta (14) materiaalivirtaa (4) varten, joka koostuu kaasuun jakautuneista hiukkasista, ruiskutuselimet (12, 13, 14) materiaalivirran injisoimiseksi tangentiaalisessa suunnassa säiliön (1) sylinterimäistä sisäpintaa kohti, ja ulos-menokohta (17) hiukkasten kerrostamiseksi kerrostuspinnalle (20), joka materiaalivirta (4) johdetaan kohti säiliön sy- 7 78128 linterimäistä pintaa, tunnettu elimistä (24) aksiaalisen kaasuvirtauksen tuottamiseksi säiliön (1) sisälle sisääntulokohdasta ulosmenokohdan (17) alueelle (10).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että ruiskutuselimiin kuuluu kiihdytyssuulake (14).

6 78128

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että säiliö (1) on varustettu imuaukolla (5), joka on liitetty imulaitteeseen (24) ja että imuaukon (5) ja imulaitteen (24) välille järjestettyyn imujohtoon on järjestetty ilmavirtaa säätävät elimet (16).

8. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että ulosmenkohta (17) on varustettu erot-teluelimillä (22, 23) toisiinsa kiinnittyneiden hiukkasten erottelemiseksi yksittäisistä hiukkasista. 78128