FI80737B - Silplaot och foerfarande foer framstaellning daerav. - Google Patents

Description

1 80737

Seulalevy ja menetelmä sen valmistamiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on seulalevy ja etenkin menetelmä seulalevyn valmistamiseksi. Erityisesti keksinnön 5 mukaisella menetelmällä valmistettu seulalevy on tarkoitettu käytettäväksi paperi- ja selluloosateollisuuden kuitusus-pensioiden lajitteluun käytettävien seularumpujen valmistukseen.

10 Ennalta tunnetaan suuri joukko erilaisia menetelmiä seula-rumpujen valmistamiseksi. Eräs tapa jakaa puunjalostus- ja paperiteollisuudessa käytettävät seularummut kahteen ryhmään on niitä valmistettaessa käytettävä lähtöaine. Joissakin tapauksissa, etenkin vanhemmissa ratkaisuissa, seularumpu 15 valmistettiin tanko-, lanka- tai vastaavasta materiaalista. Esimerkiksi US patenttijulkaisussa 2,850,165 (A. Hesse et ai) esitetään seulasylinteri, joka koostuu suuresta määrästä aksiaalisia tankoja, jotka jättävät väleihinsä seularaot ja jotka on molemmista päistään tuettu uriin, jolloin 20 tankojen välimatka, ts. seularakojen leveys, on voitu säätää halutuksi. Radiaalisuuntainen tuenta on varmistettu järjestämällä muutamia tukirenkaita tasaisin välimatkoin tankojen sisäpuolelle, joita renkaita vastaan tangot on kiristetty tankojen ulkopuolisilla vanteilla. Tällaiset 25 seulasylinterit ovat erittäin hitaita ja monimutkaisia ja siten myös kalliita valmistaa ja lisäksi monimutkaisen tukirakenteen vuoksi niiden paino kasvaa tarpeettoman suureksi.

30 Toisena esimerkkinä mainittakoon US patenttijulkaisujen 2,983,379 (H. G. Cram) ja 3,561,605 (D. M. Likness) mukaiset ratkaisut, joissa rumpu on muodostettu kiertämällä joko poikkileikkaukseltaan pyöreätä tai esimerkiksi neliömäistä metallilankaa spiraalimaisesti olennaisesti aksiaalisten 35 tukitankojen varaan. Tukitangot voivat sijaita joko lanka-spiraalin uiko- tai sisäpuolella ja lankaspiraali kiinnite- P713/8803 2 80737 tään tukitankoihin esimerkiksi hitsaamalla. Rakenne on huomattavasti edellistä kevyempi, mutta edelleen vaikea ja hidas valmistaa. Lisäksi kyseinen menetelmä soveltuu heikosti nykyisten vaatimusten mukaisten kapeiden rakojen 5 aikaansaamiseen, koska mittatarkkuusvaatimukset nykyisin ovat erittäin suuret.

Vielä eräänä vaihtoehtona esitetään DE hakemusjulkaisussa 30 15 370 (W. Musselmann) rakenne, jossa seularumpu on 10 koottu pinoamalla suuri määrä tietyn poikkileikkausmuodon omaavasta langasta kierrettyjä renkaita päällekkäin siten, että renkaiden väliin on järjestetty välike-elimillä tietty rako, joka mainituilla elimillä on suhteellisen helppo säätää halutuksi. Kuitenkaan sylinterin valmistus ei 15 tässäkään tapauksessa ole erityisen yksinkertaista, koska rumpu koostuu suuresta määrästä irrallisia osia, jotka on koottava ja kiristettävä tiukasti yhteen.

Nykyaikaisempi tapa valmistaa seularumpuja on se, jossa 20 seulapinta itsessään muodostuu sileästä tasopinnasta, joka taivutetaan olennaisesti sylinterimäiseksi tarkoitusta vastaavalla tavalla seularummun valmistamiseksi. Yleisin seulalevyjen ja niistä edelleen valmistettavien rumpujen valmistustapa on se, että rumpuaihiot rei'itetään ja kaikin 25 puolin viimeistellään ennen levyn taivuttamista, jolloin koneistettavat reiät tai raot saadaan helposti halutun suuntaisiksi ja muotoisiksi, ellei oteta huomioon levyn taivutuksen aiheuttamia vääristymiä. Äärimmilleen viety valmistuksen yksinkertaistaminen on johtanut siihen, että 30 seularumpu koostuu yhdestä ainoasta sylinterimuotoon taivutetusta levyaihiosta, joka tavallisimmin on koneistettu valmiiksi levymuodossa ja joka taivutuksen jälkeen reunoistaan hitsataan yhteen yhtenäiseksi rummuksi.

35 Viime aikoina on erityisesti US patenttijulkaisun 4.529.520 P713/8803 3 80737 (Lampenlus) mukainen seulalevy saanut suuren suosion käyttäjien keskuudessa, koska sillä saavutettavat tuotanto-arvot useimmissa tapauksissa ovat huomattavasti keskitason seulalevyjä tai -rumpuja paremmat. Ominaista mainitun US 5 patentin mukaiselle seulalevylle on, että siinä olevat seularaot tai -reiät on järjestetty seulalevyyn työstettyjen urien pohjaosaan, jolloin urat ja harjanteet synnyttävät seulottavaan suspensioon voimakkaan turbulenssin, joka edesauttaa hyväksyttävien kuitujen vapaata liikettä suspen-10 siossa, jolloin ne helpommin kulkeutuvat seula-aukkojen läpi ns. akseptipuolelle.

Teoreettisesti ajatellen seulan erotustehokkuutta on mahdollista parantaa entisestään järjestämällä seula-aukon läpi 15 kulkevalle kuidulle edellä mainitun julkaisun esittämää 90 e:en kulmaa suurempi kääntymiskulma. Tällöin sen keskipakoisvoiman, jolla kuitususpensiosta erotetaan raskaammat partikkelit, vaikutusaika kasvaa ja erotustehokkuus aivan vastaavasti. Siten sijoittamalla seula-aukko sopivasti 20 uran pohjalle tai uran sivulle, voidaan esitetyn ratkaisun ylivoimaisuutta vielä tehostaa.

Toki tunnetaan myös monia muita uritettuja tai muutoin vastaavan pinnanmuodon omaavia seulalevyjä, kuten esimerkik-25 si US patentin 2.827.169 (Cusi) tai W0 hakemuksen 87/03024 (Malm) mukaiset ratkaisut, joissa urat ovat avoimen V-kirjaimen muotoisia ja seula-aukko on sijoittunut uran toiseen sivutasoon. Molemmissa julkaisuissa lisäksi mainitaan seula-aukon sijoittuvan nimenomaan harjanteen alavirran 30 puoleiseen sivutasoon. On syytä huomata, että näidenkin julkaisujen mukaisissa ratkaisuissa kuidun teoreettinen kääntymiskulma on suurempi kuin 90 ° - W0 julkaisun ratkaisussa 90® - 115® ja US julkaisun ratkaisussa noin 135®. Kuitenkaan nämäkään ratkaisut eivät tuo täydellistä 35 ratkaisua kuitumateriaalin lajittelussa esille tuleviin ongelmiin, sillä paitsi, että seularummun tulisi pystyä P713/8803 4 80737 maksimaaliseen lajittelutehokkuuteen, olisi rummun myös säilytettävä tehokkuutensa mahdollisimman kauan.

On kuitenkin tosiasia, että kaikki uritetut tai jollakin 5 tavalla epätasaiset seulalevyt/-rummut kuluvat sileitä nopeammin, jolloin niiden erotustehokkuus laskee nopeasti teoreettisesta lähtöarvostaan, koska hyvä erotustehokkuus on suurimmalta osalta juuri pinnan epätasaisuuksien ansiota. Tekniikan tasosta tunnetaan monia eri tapoja seulapinnan 10 kulutuskestävyyden parantamiseksi, joista menetelmistä mainittakoon pinnoittaminen kromilla tai jollakin muulla kovemmalla materiaalilla, jolloin perusmetallin päälle tai pintakerrokseen on saatu ohut kulutusta kestävämpi pinta. Kromaus tai vastaava pinnoitus kuitenkin pyrkii irtoamaan 15 levynä pinnasta, jolloin perusaine paljastuu ja alkaa kulua suurella nopeudella.

Kolmantena merkittävänä puutteena on tekniikan tason mukaisilla seulalevyillä koettu pieni avoin pinta-ala, 20 joka suurimmalta osalta johtuu käytetystä valmistusmenetelmästä. Seularaoilla varustettuja seulalevyjä on valmistettu siten, että levyn toiselle puolelle on jyrsitty leveämpi ura, joka ei ulotu aivan levyn läpi. Tämän mainitun uran pohjalle on jyrsitty edelleen kapeampi seularaon levyinen 25 levyn läpi ulottuva rako, jonka pituus tavanomaisessa ratkaisussa on vain noin 50 - 60 % leveämmän raon seulalevyn pinnasta mitatusta pituudesta. Syynä tähän on se, että jyrsittäessä käytettävien pyöröterien halkaisijat ovat niin suuria, että päiden pyöristykset lyhentävät syntyvän aukon 30 pituutta. Tietenkin olisi mahdollista pienentää jyrsinterän halkaisijaa, mutta tällöin levyn valmistus entisestään hidastuisi, koska jo nykyisellä terän halkaisijalla liikutaan terän kestoiän alarajoilla.

35 Keksintöön johtaneet ongelmat voidaan siten kiteyttää kolmeen osatekijään: kulutuskestävyys ja lajittelutehok- P713/8803 5 80737 kuus/kapasiteetti, jotka ovat selvästi riippuvaisia toisistaan sekä myös kapasiteettiin vaikuttava tekijä eli suuri avoin pinta-ala.

5 Edellä mainitut ongelmat ratkaisevan keksinnön mukaiselle seulalevylle on tunnusmerkillistä, että ulkonema on kulutus-kestävästä materiaalista valmistettu elin, joka on kiinnitetty levyn pintaan siten, että elimen ja levyn pinnan väliin jää seularako.

10

Keksinnön mukaisen seulalevyn valmistusmenetelmälle on tunnusmerkillistä, että levyn pintaan kiinnitetään elimiä, joiden etäisyys levyn pinnasta sovitetaan seulonnassa käytettävän raon suuruiseksi ja että mainitut elimet 15 sijoitetaan siten, että ne leikkaavat mainittujen aukkojen ajatellut jatkeet tai mainittujen aukkojen kautta kulkevan levyä vastaan kohtisuoran ajatellun tason.

Keksinnöllä saavutettavia etuja ovat mm. seuraavat: 20 - kuluva osa eli levyn pinnalla oleva pyörteilyä, fluidisoi- tumista jne. synnyttävä lista on vaihdettavissa - joissakin tapauksissa myös jopa seularaon mitoitus on säädettävissä - levyn valmistus yksinkertaistuu, koska osa työvaiheista 25 aikaisempaan verraten jää pois - kuitujen kääntymiskulma saadaan mahdollisimman suureksi, joissakin tapauksissa jopa yli 180°:en - levyn tehollinen pinta-ala kasvaa aikaisempiin ratkaisuihin nähden merkittävästi 30 - mainitun kulutuslistan materiaali voidaan valita perusai netta kulutuskestävämmäksi.

Seuraavassa keksinnön mukaista seulalevyä ja sen valmistusmenetelmää selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla 35 oheisiin kuvioihin, joista P713/8803 6 80737 kuvio 1 esittää keksinnön erästä edullista suoritusmuotoa, kuvio 2 esittää keksinnön erästä toista edullista suoritusmuotoa, ja kuvio 3 esittää joukon keksinnön eräitä muita edullisia 5 suoritusmuotoj a.

Kuviossa 1 on esitetty erään edullisen suoritusmuodon mukainen seulalevy, joka koostuu peruslevystä 1, johon on koneistettu matalat urat 2, joiden pohjalle on järjestetty 10 seula-aukot ts. reiät tai raot 3. Esimerkiksi siten että peruslevyn "alapuolelle" ts. seulalevyn ns. akseptipuolelle on Jyrsitty leveydeltään suuremmat aukot 4, jotka eivät kuitenkaan ulotu koko levyn läpi, ja "yläpuolelta" ts. käsiteltävän massan puolelle porattu reiät tai jyrsitty 15 raot 3, jotka toimivat seula-aukkoina ja siten vastaavat mitoiltaan seulalevyn lopullisen käyttötarkoituksen vaatimaa seula-aukon kokoa. Seulalevyn urien 2 välisten kohoumien 5 päälle on kiinnitetty lista 6, joka edullisesti on valmistettu kulutuskestävästä materiaalista. Kuvan mukaan lista 20 6 sijoittuu uran 2 pohjalla olevan/-vien reikien tai rakojen 3 päälle/yläpuolelle siten, että reikään tai rakoon 3 joutuva kuitu joutuu kiertämään noin 180 °:ta ennen aukkoon osumistaan. Myöskin muunlaiset suoritusmuodot saattavat tulla kyseeseen. Esimerkiksi uran 2 pohjalla saattaa olla 25 useampia rako- tai reikärivejä peräkkäin, jolloin lista 6 peittää ainakin osittain ainakin sitä reikä- tai rakoriviä, joka on lähinnä uran massan paikallisesta virtaussuunnasta katsottuna etummaista reunaa. Listojen 6 kiinnitys perusle-vyyn 1 voidaan suorittaa monin eri tavoin, voidaan käyttää 30 hitsausta, ruuvausta, liimausta jne, kunhan vain riittävä mittatarkkuus saavutetaan. Itse lista 6 voi materiaaliltaan olla jotakin kovaa metallia, kovametallia, keräämiä tms.

Toisena suoritusmuotona esitetään kuviossa 2 ratkaisu, 35 joka muistuttaa suuresti kuvio 1 ratkaisua, mutta sillä poikkeuksella, että lajittelurako 7 on siirretty listan 6 : P713/8803 7 80737 ja peruslevyn 1 välille olennaisesti levyn 1 tason suuntaiseksi, kuviossa 2a listan 6 ja uran 2 pohjan välille ja kuviossa 2b listan 6 ja peruslevyn 1 pinnan välille. Siten ne reiät tai raot 8 , jotka johtavat listan 6 alta aksepti-5 puolelle voidaan mitoittaa huomattavasti aikaisempaa laajemmiksi. Tämän suoritusmuodon etuna on suuri avoin pinta-ala, koska kunkin listan 6 alapuolinen lajittelurako 7 on auki koko listan 6 pituudelta. Toisena etuna on se, että, koska rako 8 voidaan tehdä suoraan koko peruslevyn 1 10 läpi, sen päätyjen pyöristysten vaatima raon pituuteen vaikuttava osa jää huomattavasti aikaisempaa pienemmäksi. Näillä voidaan lisätä avointa pinta-alaa jopa noin 50 %. Ainoana suurempaa tarkkuutta vaativana työvaiheena on listan 6 ja peruslevyn 1 välisen etäisyyden - lajitte-15 luraon 7 määrittäminen. Se voidaan suorittaa esimerkiksi kuvion 1 tavoin järjestämällä peruslevyn pintaan ripamainen kohouma 5 (Flg. 2a), jonka päälle lista 6 kiinnitetään, tai järjestämällä listan 6 alapintaan vastaava ulkonema 9 (Fig. 2b).

20

Kuvion 2b mukaisessa suoritusmuodossa itse seulalevyn ts. peruslevyn 1 valmistaminen on erittäin yksinkertaista. Tarvitsee vain leikata - esim. porata, stanssata, jyrsiä-reiät tai raot 8 levyyn ja viimeistellä levy. Ei tarvita 25 tavanomaista uritetuista seulalevyistä tuttua suurimittaista uritusta ja tätä seuraavaa raotusta, vaan levy on nopeasti valmis. Vastaavasti kuvion 2a mukaisessa suoritusmuodossa työvaiheista raotus jää pois, koska lajittelurako syntyy kiinnitettävän listan ja peruslevyn väliin.

30

Kuviossa 3 on lisäksi esitetty muutamia muita keksinnön mukaisen seulalevyn edullisia suoritusmuotoja, joilla pelkästään pyritään osoittamaan, että edellä kuvattuja periaatteita on mahdollista soveltaa mitä moninaisimpiin 35 ratkaisuihin. Kuviossa 3a esitetään ratkaisu, jossa jo levyssä olevan harjanteen sivuun on lisätty elin, joka P713/8803 β 80737 lisää kuidun kääntyrniskulmaa ja ainakin osittain peittää peruslevyssä olevan aukon. On tietenkin selvää, että mainittu elin voi olla myös jotakin muuta poikkileikkausmuo-toa kuin puoliympyrä, esimerkiksi poikkileikkaukseltaan 5 ympyrä, kolmio, neliö tms.

Kuviossa 3b on esitetty, kuinka levyn pintaan aukkojen ylävirran puoleiselle sivulle on kiinnitetty elin, jonka poikkileikkaus poikkeaa kuvioissa 1 ja 2 esitetystä huomat-10 tavasti. Kuitenkin mainitun elimen poikkileikkaus voi myös tässä tapauksessa vaihdella huomattavasti, olennaista vain on, että mainittu elin ainakin osittain peittää peruslevyn aukot.

15 Kuviossa 3c esitetään, kuinka peruslevyn pintaan on mahdollista järjestää ura aukkojen ylävirran puolelle siten, että turbulenssia aiheuttava elin kiinnitetään uraan, jolloin se saadaan yksinkertaisesti paikoitettua aukkojen suhteen ja muuttamalla kiinnitettävän elimen poikkileikkaus-20 muotoa, voidaan saada aikaan monia eri variaatioita keksinnön mukaiselle seulalevylle.

Kuviossa 3d on vielä esitetty, kuinka peruslevy voi olla pinnaltaan esimerkiksi US patenttijulkaisun 2.827.169 25 mukainen. Kuitenkin keksinnön mukaisessa ratkaisussa on harjanteiden ylävirran puoleiselle sivulle kiinnitetty turbulenssia aiheuttava kulutuskestävä elin, joka kasvattaa kuidun kääntymiskulmaa, aiheuttaa huomattavasti suuremman turbulenssin ja tehostaa erotustehokkuutta.

30

Voidaankin todeta, että edellä on esitetty suuri joukko erilaisia ratkaisuvaihtoehtoja uudentyyppiselle seulalevylle, jolle on ominaista kaksi asiaa. Turbulenssia aiheuttava elin on valmistettu kulutuskestävästä materiaalista, jolloin 35 seulalevyn/-rummun käyttöikä kasvaa merkittävästi verrattuna niihinkin aikaisempiin ratkaisuihin, joissa jo jollakin P713/8803 9 80737 tavalla oli pyritty kestoiän lisäämiseen. Lisäksi on mahdollista järjestää mainittu elin irroitettavaksi ja siten vaihdettavaksi, jolloin vaihtamalla kuluvat turbulenssilistat voidaan samaa peruslevyä tai rumpua käyttää moninverroin 5 aikaisempaa kauemmin. Toisena ominaisuutena on se, että seulalevyn aukoista akseptipuolelle kulkeutuvan kuidun kään-tymiskulmaa on pyritty kasvattamaan mahdollisimman suureksi, jolle ehdottomana edellytyksenä on se, että turbulenssia aiheuttavat elimet ainakin osittain peittävät seulalevyssä 10 olevat aukot - reiät tai raot.

Lopuksi on vielä syytä huomata, että edellä esitetyillä esimerkeillä ja suoritusmuodoilla ei ole pyritty suinkaan rajoittamaan keksintöä koskemaan vain esille tulleita 15 ratkaisuja, vaan pikemminkin on pyritty osoittamaan, että keksinnölle löytyy suuri joukko toisistaan huomattavastikin poikkeavia ratkaisuja, joille ominaiset seikat on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa, jotka yksin määrittävät keksintömme ja sen suojapiirin laajuuden. On myös syytä 20 muistaa, että, vaikka keksintömme nimityksenä on seulalevy, koskevat esittämämme ratkaisut aivan vastaavalla tavalla mainitusta levystä valmistettua seularumpua tai muuta ei-tasomaista ratkaisua.

P713/8803

Claims (5)

10 80737

1. Seulalevy, joka koostuu pääasiassa seulottavaan materi-5 aaliin mm. turbulenssia aiheuttavasta pintaratkaisusta, joka koostuu olennaisesti yhdensuuntaisista levyn pinnalle järjestetyistä ulkonemista ja levyn läpi ulottuvista aukoista, jolloin kukin turbulenssia aiheuttava ulkonema (6) on sijoitettu niin, että se ainakin leikkaa levyn (1) 10 pintaan tehtyjen asianomaisen ulkoneman kanssa yhdessä toimivien aukkojen/aukkorivien (3, 8) ulkoneman (6) puoleisen reunan kautta kulkevan levyä vastaan kohtisuoran ajatellun tason jättäen kuitenkin virtausraon (7) itsensä ja levyn (1) pinnan välille, tunnettu siitä, että ulkonema 15 on kulutuskestävästä materiaalista valmistettu elin (6), joka on kiinnitetty levyn (1) pintaan siten, että elimen (6) ja levyn (1) pinnan väliin jää seularako (7).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seulalevy, tunnettu 20 siitä, että elin (6) on kiinnitetty levyn (1) pinnassa olevan kohouman (5) päälle, jonka kohouman korkeus olennaisesti vastaa seularaon (7) leveyttä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seulalevy, tunnettu 25 siitä, että elimen (6) alapintaan on järjestetty kohouma (9), jonka korkeus vastaa seularaon (7) leveyttä.

4. Menetelmä seulalevyn valmistamiseksi, jossa menetelmässä levyyn leikataan aukkoja - reikiä, rakoja tai vastaa- 30 via, joiden kautta hyväksyttävä kuituaines johdetaan seulalevyn akseptipuolelle, jolloin levyn pinnalle lajittelemattoman massan puolelle mainittujen aukkojen ylävirran puolelle järjestetään lajiteltavaan massaan turbulenssia aiheuttavia elimiä, jotka sijoitetaan leikkaamaan mainituis-35 ta aukoista olennaisesti levyyn nähden kohtisuoraan suuntaan ajatellut tasot, tunnettu siitä, että levyn pintaan kiinni- P713FI.RE1/PR07 11 80737 tetään elimiä, joiden etäisyys levyn pinnasta sovitetaan seulonnassa käytettävän raon suuruiseksi ja että mainitut elimet sijoitetaan siten, että ne leikkaavat mainittujen aukkojen ajatellut jatkeet tai mainittujen aukkojen kautta 5 kulkevan levyä vastaan kohtisuoran ajatellun tason.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä seulalevyn valmistamiseksi, tunnettu siitä, että levyn pinnalle seula-aukkojen välisten kohoumien päälle kiinnitetään listoja, 10 jotka järjestetään ulottumaan ainakin osittain seula-aukkojen ajateltujen jatkeiden päälle siten, että kuitu tullessaan seula-aukkoon joutuu kääntymään varsinaisesta virtaussuunnastaan yli 90°. P713FI.RE1/PR07 i2 80737 Patervtkrav