FI82725B - Foerfarande och anordning foer tillfoersel av kemikalier i en vaetska eller suspension som skall behandlas. - Google Patents

Description

1 82725

Menetelmä ja laite kemikaalien syöttämiseksi käsiteltävään nesteeseen tai suspensioon

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite 5 kemikaalien syöttämiseksi käsiteltävään nesteeseen tai suspensioon. Erityisen hyvin keksinnön mukainen menetelmä ja laite soveltuvat sekä selluloosa- ja paperiteollisuuden valkaisu- ym. kemikaalien ja vastaavien syöttämiseen kuitumassaan että esimerkiksi kemikaalien syöttämiseen 10 erilaisten raakaveden tai jätevesien käsittelyprosessien yhteydessä.

Ennalta tunnetaan suuri joukko laitteita ja menetelmiä, joilla esimerkiksi valkaisukemikaaleja joko neste- tai 15 kaasumaisina syötetään joko säiliössä olevaan tai virtaavaan kuitususpensioon.

US patenttijulkaisussa 3 725 193 esitetään erilaisia tapoja syöttää ja sekoittaa esimerkiksi klooria puukuitususpensi-20 oon. Mainitun julkaisun kuviossa 8 on lähinnä kyseessä kemikaalin sekoittaminen massasäiliöön, jolloin kyseinen kemikaali syötetään joko kaasu- tai nesteseoksena säiliön seinämässä olevan yhden tai useamman säätöventtiilillä varustetun suuttimen kautta massaan. Sekoittaminen hoidetaan 25 erillisellä monipotkurisekoittimella. Mainitussa julkaisussa todetaan myös, että kyseinen kemikaali voidaan tuoda säiliöön myös sekoittimen akselin kautta. Edelleen saman julkaisun kuviossa 1 esitetään laite, jossa kemikaali tuodaan aivan edellistä tapaa vastaavasti massan virtaus-30 tiestä erotettuun laajempaan tilaan, jonka sisällä pyörii roottori, jonka avulla kemikaali saadaan sekoitetuksi massaan tasaisesti.

US patenttijulkaisussa 4 577 974 käsitellään sekoitinta, 35 joka on sijoitettu massan virtauskanavaan, johon käsittely-kemikaali syötetään joko putken seinämässä olevasta suutti- P715/8804 2 82725 mesta tai roottorin akselin kautta. Kuitenkin periaatteessa edellisen kaltainen ratkaisu, josta tämä eroaa oikeastaan vain siinä suhteessa, että sekoitinosa on tehty tehokkaammaksi järjestämällä roottorissa olevien ripojen tai vastaa-5 vien lisäksi myös virtauskanavan seinämiin ripoja tai vastaavia epätasaisuuksia.

Myös US patenttijulkaisussa 4 416 548 käsitellään kemikaalien syöttöä ja niiden sekoitusta massaan. Tässäkin julkaisus-10 sa esitetty ratkaisu muistuttaa suuresti edellisiä, sillä kemikaali syötetään massan virtauskanavaan, johon kemikaalien syöttökohdan jälkeen on järjestetty roottori omaan koteloonsa sekoittamaan kemikaalit tasaisesti suspensioon. Kyseisenä laitteena voi olla paitsi erillinen nimenomaan 15 sekoittimeksi tarkoitettu laite, myös esimerkiksi jauhin tai keskipakopumppu, joiden jauhinkiekot tai juoksupyörä synnyttävät käsiteltävään materiaaliin niin voimakkaan turbulenssin, että kemikaalien sekoitus tulee tehokkaaksi ja tasaiseksi.

20

Siten käytännöllisesti katsoen kaikissa aikaisemmissa kemikaalien syöttötilanteissa on syöttökohdan yhteyteen järjestetty voimakas sekoitus, tavallisimmin pyörivän roottorin avulla. Tällaisen roottorin järjestäminen on 25 tietenkin kallista ja vaatii lisäksi huomattavasti tilaa, ellei kyseessä ole kemikaalisuuttimen lisääminen jonkin jo olemassaolevan sekoittavan laitteen, kuten jo edellä mainittiin esimerkiksi pumpun tai jauhimen yhteyteen.

30 Toisena tapana sekoittaa kemikaaleja joko kaasumaisina tai nestemäisinä on niiden suihkuttaminen virtaavaan materiaaliin niin, että syötettävä suihku on ensinnäkin mahdollisimman hienoksi jakautunut, sumuuntunut, ja että virtaava materiaali, johon kemikaalia suihkutetaan on mahdollisimman 35 turbulentissa tilassa virtausnopeutensa vuoksi. Kuitenkin useimmissa tapauksissa kemikaalisuihku on enemmän tai

II

P715/8804 3 82725 vähemmän paikallisesti vaikuttava, toisin sanoen siten, että se ei sekoitu tasaisesti koko materiaalimäärään. Tätä ongelmaa voidaan tietenkin lieventää järjestämällä useita syöttösuuttimia, jolloin sekoittumisen tasaisuus paranee, 5 mutta samanaikaisesti vaara siitä, että suutin tukkeutuu, suurenee, koska käytettävä syöttöpaine pienenee, suuttimen toiminnan ohjaus heikkenee ja pienetkin heilahtelut materiaalivirran paineessa aiheuttavat materiaalin hiukkasten työntymisen suuttimeen ja siten sen tukkeutumisen. Eräänä 10 jonkin verran käytettynä mahdollisuutena kannattaa mainita huokoisten materiaalien käyttö syöttöelimenä (esim. EP 207 062), jolloin syötettävä kemikaali puristuu pieninä kuplina läpi mainituista huokosista.

15 Kuten jo edellä mainittiin, suurena ongelmana kemikaalisuut-tiyiilla koetaan niiden tukkeutumisvaara juuri epätavallisten käyntitilanteiden tai käyntihäiriöiden johdosta. Useimmissa tapauksissa kemikaalien syöttö on säädetty jotakin vakiovir-tausta silmälläpitäen, jolloin ensinnäkään annosteltu kemi-20 kaalimäärä ei muutu virtausmäärien muuttuessa ja toisaalta riittävän suuri paineen kasvu aiheuttaa järjestelmässä virtaavan materiaalin puristumisen kemikaalisuuttimeen, jolloin kemikaalien syöttö lakkaa ainakin hetkellisesti ja suutin pahimmassa tapauksessa tukkeutuu kokonaan. Pienemmät-25 kin muutokset virtausmäärissä ja paineissa aiheuttavat vaikeuksia, koska kemikaalin syöttömäärä määräytyy kemikaalin syöttöpaineen ja virtaavan materiaalin paineen eron perusteella, toisin sanoen virtausmäärän kasvaessa paine materiaalissa kasvaa, paine-ero kemikaalin syöttöpaineeseen 30 nähden pienenee ja siten kemikaalivirtaus suuttimesta pienenee, vaikka sen todellista tilannetta vastatakseen tulisikin lisääntyä.

Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteel-35 la on pystytty poistamaan edellä esitettyjen tekniikan tason mukaisten laitteiden ja menetelmien heikkoudet siten, P715/8804 4 82725 että vaaraa suuttimien tukkeutumisesta ei enää ole ja kemikaalien syöttömäärä on suoraan verrannollinen virtaavan materiaalin määrään.

5 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on siten muun muassa tunnusmerkillistä, että kemikaalia/kemikaaleja syötetään mainittuun käsiteltävään nesteeseen/suspensioon siten, että prosessipaineeseen verrannollisella voimalla aiheutetaan laitteeseen kuuluvaan jousielimeen muodonmuutos, 10 jolloin kemikaalin/kemikaalien syöttöaukko avautuu ja kemikaali/kemikaalit syötetään nesteeseen/suspensioon tämän painetta olennaisesti suuremmalla paineella.

15 Vastaavasti keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusmerkillistä, että suuttimen syöttöaukko on järjestetty avautumaan vasten jousivoimaa, jolloin kemikaalien syöttöpaine on olennaisesti käsiteltävän nesteen/suspension painetta suurempi.

20

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista 25 kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen laitteen yksinkertaisimman suoritusmuodon, kuvio 2 keksinnön mukaisen laitteen toisen suoritusmuodon, kuvio 3 keksinnön mukaisen laitteen kolmannen suoritusmuodon, 30 kuvio 4 keksinnön mukaisen laitteen neljännen suoritusmuodon, kuvio 5 keksinnön mukaisen laitteen viidennen suoritusmuodon, kuvio 6 keksinnön mukaisen laitteen kuudennen suoritusmuo-35 don, il P715/8804 5 82725 kuvio 7 keksinnön mukaisen laitteen seitsemännen suoritusmuodon, kuvio 8 keksinnön mukaisen laitteen kahdeksannen suoritusmuodon, 5 kuvio 9 keksinnön mukaisen laitteen yhdeksännen suoritusmuodon, ja kuvio 10 keksinnön mukaisen laitteen kymmenennen suoritusmuodon .

10 Kuvion 1 mukaisesti koostuu keksinnön yksinkertaisin ja perinteisimmän näköinen suoritusmuoto pääasiassa suuttimen I runko-osasta 2, joka kiinnitetään esimerkiksi kuitususpen-sion virtauskanavan seinämään 3, ja suutinputkesta 4. Suutinputki 4 on kiinnitetty liikkumattomasti runko-osaan 15 2, jonka sisusta 5 on onton sylinterimäinen. Sisustaan 5 johtaa kemikaalien syöttökanava 6 ja sisustan 5 sylinteri-mäiseen seinämän yhteyteen on järjestetty liukuvasti mäntä 7, jonka varsi jatkuu suutinputken 4 läpi aksiaalisesti suutinneulana 8 suutinputken 4 päähän saakka. Männän 7 20 suutinneulan 8 puoleisen pinnan ja runko-osan 2 virtaus-kanavan 3 puoleisen päädyn väliin suutinneulan 8 ympärille on järjestetty kierrejousi 9. Suutinneulan 8 läpi ulottuu aksiaalinen kanava 10 niin pitkälle, että kemikaali voi virrata sitä kautta suutinputken 3 laajempaan aksiaaliseen • 25 poraukseen 11. Sekä suutinneulan 8 päässä, että suutinputken 4 päässä on toisiaan vastaavasti mitoitetut kartiopinnat 12 ja 13 niin, että ne tiivistävät suutinputken 4 sisätilan II virtauskanavan tilasta silloin, kun paine tilassa 5 ts. kemikaalin syöttöpaine ei riitä avaamaan suutinta. Kar- 30 tiopinnat 12 ja 13 on järjestetty siten, että suutinneulan työntyessä virtauskanavaan syvemmälle pinnat avautuvat ja jättävät väliinsä rengasmaisen virtausaukon, josta kemikaali voi virrata kuitususpension virtauskanavaan.

35 Laite toimii siten, että kemikaalin syöttöpaine puristaa mäntää 7 jousen 9 voimaa vastaan ja samoin myös virtaus- P715/8804 6 82725 kanavassa virtaavan kuitususpension paineen, ns. prosessi-paineen suutinneulan 8 päätypintaan kohdistamaa voimaa vastaan. Haluttaessa kemikaalia syötettävän suuttimesta massan joukkoon on siis kemikaalin syöttöpaineen voitettava 5 sekä suutinneulan päätypintaan massasta kohdistuva voima että jousen 9 voima. Siten suutinpintojen 12 ja 13 välistä purkautuvan kemikaalin ja kanavassa virtaavan massan paine-ero on niin suuri, että massan hiukkasia, kuituja tai vastaavia ei missään tapauksessa pääse suuttimeen sisälle. 10 Jos jostakin syystä paine massan virtauskanavassa kohoaisi suureksi, sulkeutuisi suutin välittömästi, koska massan paineen suutinneulan päähän kohdistama voima kasvaisi niin suureksi, että se yhdessä jousivoiman kanssa vetäisi suutinneulan kiinni ja kartiopinnat 12 ja 13 vastakkain. 15 Vastaavasti kemikaalin syöttöpaineen laskiessa tilassa 5 sulkeutuisivat kartiopinnat huomattavasti ennenkuin kyseinen paine olisi ehtinyt laskea prosessipainetta alhaisemmaksi. Syötettävää kemikaalimäärää siis ohjataan muuttamalla erotuksen Psyöttö - Pprosessi arvoa· Mitä suurempi erotuksen 20 arvo on, sitä enemmän kartiopinnat ovat auki ja sitä suurempi kemikaalimäärä virtaa virtauskanavaan, laajemmin ottaen prosessiin.

Kuviossa 2 esitetään keksinnön erään toisen suoritusmuodon 25 mukainen ratkaisu, jossa kemikaalin syöttörako on muunnettu kuvion 1 esittämästä kartiopintojen välisestä suhteellisen lyhyestä rengasmaisesta raosta pitkäksi erittäin ohueksi spiraalimaiseksi raoksi. Kuvion mukaiseen syöttölaitteeseen 21 kuuluu virtauskanavan 25 tai prosessilaitteen seinämään 30 järjestetty runkokappale 22, johon kemikaali tai vastaava virtaa syöttökanavaa 26 pitkin. Runkokappaleeseen 22 on kiinnitetty kierrejousi 23, jonka kierteet ovat lepotilassa tiukasti toisiaan vasten. Kierrejousen 23 runkokappaleeseen 22 nähden vastakkaiseen päähän on kiinnitetty sulkulevy 24, 35 jonka kiinnityskohta kierrejousen 22 päähän on tiivistetty kaasutiiviiksi. Siten virtauskanavassa 25 vallitseva paine

II

P715/8804 7 82725 eli prosessipaine pp puristaa kierre jousta 23 kokoon yhdessä jousen itsensä jousivakion määrittelemän voiman kanssa. Jousen sisälle vaikuttaa kemikaalin syöttöpaine pe , jonka täytyy voittaa sekä prosessin paine että jousivoima Fj , 5 jotta jousen 23 kierre avautuisi ja virtaustie jousen sisältä prosessiin syntyisi. Toisin sanoen, jotta kemikaalin virtaus jousen sisältä prosessiin olisi mahdollista, on seuraavan yhtälön toteuduttava.

10 pp * Ap + Fj < p, * A. , jossa

Ap on sulkulevyn 24 prosessin puoleinen pinta-ala ja Ae sulkulevyn 24 kierrejousen päässä kierteen sisälle jäävä pinta-ala. Siten myös tässä tapauksessa syöttöpaine pe on 15 aina syöttöraon ollessa auki huomattavasti suurempi kuin prosessipaine pp . Etuna edelliseen ratkaisuun on kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa huomattavasti pidempi syöttöra-ko, jolloin niin monia syöttölaitteita ei tarvita saman kemikaalimäärän syöttöön kuin kuvion 1 ratkaisulla tai 20 vastaavasti kemikaalin syöttö tapahtuu huomattavasti ohuempana virtana, jolloin sen sekoittuminen massaan on tehokkaampaa.

Kuviossa 3 on esitetty oikeastaan kuvion 2 suoritusmuodon 25 muunnos, jossa syöttölaite 31 on järjestetty poikittain prosessikanavaan 35. Oikeastaan ainoana merkittävänä erona kuvion 2 ratkaisuun nähden on syöttölaitteen 31 kierrejousen 33 sisälle virtaussuuntaan nähden ylävirran puolelle järjestetty sitoja 37, jolla estetään kierrejousen 33 aukenemi-30 nen ylävirran puolelta. Tällaisen järjestelyn tarkoitus on estää virtauksen voimasta aiheutuva massan kuitujen tunkeutuminen jousen kierteiden väliin. Kuvion tapauksessa kemikaalivirtaus kierteiden välistä on niin suuri, että se vie mennessään kierteiden välisiä aukkoja kohti kiertyneet 35 kuidut. Tietenkin sitoja voidaan järjestää myöskin kierrejousen ulkopuolelle ylävirran puolelle, jolloin kierre ei P715/8804 8 82725 myöskään avaudu sieltä ollenkaan eikä muodosta rakoja, joihin kuidut voisivat tarttua. Toisaalta taas kierrejousen kierteiden väliin syntyvät raot alkavat avautua kierrejousen sivulta, jolloin ne laajenevat virtaussuuntaan ja kuidut 5 eivät niihin voi tarttua. Mikäli käytetään poikkileikkaukseltaan pyöreätä kierrejousilankaa ja pelätään, että kierteiden välisiin uriin voisi tarttua kuituja, voidaan sitoja järjestää laajemmaksi, ikäänkuin suojaseinämäksi ylävirran puolelle. On tietenkin mahdollista käyttää 10 muodoltaan sylinterimäisestä poikkeavaa jousta. Esimerkiksi pyöreän virtauskanavan muotoa paremmin vastaa sivukuvaltaan lähempänä ellipsiä oleva kierrejousi.

Kuviossa 4 esitetään kuvion 3 ratkaisua läheisesti muistut-15 tava virtauskanavassa tai vastaavassa oleva syöttölaite 41, jossa syöttöraon muodostava kierrejousi 43 ja toimintaa, ts. syöttöraon suuruutta säätelevä kierrejousi 48 ovat erilliset. Tällöin jousi 48 voi olla valmistettu paksummasta langasta ja jousi 43 vastaavasti ohuemmasta, jolloin syöttö-20 raon pituus saadaan suuremmaksi, koska jousen 43 kierteiden lukumäärä on suuri. Samoin puolestaan kierteen ts. syöttöraon avaamiseen tarvittava voima saadaan suuremmaksi eli toisin sanoen paine-ero prosessipaineen ja kemikaalin syöttöpaineen välillä suuremmaksi.

25

Kuviossa 5 esitetään läheisesti kuvioiden 1 ja 4 suoritusmuotoihin liittyvä suoritusmuoto, jossa syöttölaitteen 51 runkokappaleessa 52 on sylinterimäinen tila 55, johon kemikaali johdetaan kanavaa 56 pitkin, ja johon on järjes-30 tetty mäntäkappale 57, jossa on läpi menevä kanava 54 kemikaalille. Toisaalta mäntäkappaleeseen 57 on kiinnitetty varsi 53, jonka toisessa päässä on kiinteästi kiinnitettynä sulkulevy 59. Poikkeuksena aiempiin ratkaisuihin siis on sulkulevyn ja mäntäkappaleen mekaaninen kiinteä yhteys. 35 Sulkulevyn 59 ja runkokappaleen 52 välille on järjestetty kierrejousi , joka edellisistä esimerkeistä tutulla tavalla

II

P715/8804 9 82725 muodostaa varsinaisen kemikaalin syöttöraon. Runkokappalee-seen 52 on lisäksi järjestetty virtaustiet prosessipaineen pp päästämiseksi vaikuttamaan mäntäkappaleen 57 virtaus-kanavan puoleiselle pinnalle. Mäntäkappale 57 voi olla 5 joko sylinteriseinämää pitkin liukuva tai siihen väli-kalvolla kiinnitetty (kuten kuvassa).

Edellä kuvattu laite toimii pääperiaatteeltaan siten, että kemikaalin syöttöpaine ps vaikuttaa mäntäkappaleen 57 10 toiselle puolelle pyrkien varren 53 välityksellä venyttämään jousta ja avaamaan kierrejousen syöttöraon. Toisaalta prosessipaine pp vaikuttaa saman mäntäkappaleen 57 toiselle puolelle ja myös sulkulevyn 59 pintaan pyrkien pitämään syöttöraon kiinni. Syöttöpaineen ollessa riittävä avautuu 15 syöttörako kierteiden välillä ja kemikaalia pääsee virtaamaan prosessiin. Kuviossa on vielä lisäksi esitetty säätöjärjestelmä, jolla mäntäkappaleen 57 vastakkaisten puolten paine-eron mukaan säädetään venttiilillä 58 syöttölaitteelle virtaavaa kemikaalimäärää ja vastaavasti myös syöttöpainetta 20 pa. Prosessipaineen pp laskiessa myös syöttöpaine ps laskee ja laitteen syöttömäärä pienenee vastaavasti. Jos puolestaan syöttöpaine jostakin syystä laskee, laite sulkeutuu automaattisesti, eikä prosessin kuituja pääse tunkeutumaan syöttölaitteeseen. Syöttölaitteeseen voidaan lisäksi 25 järjestää tukirengas 60, jota vasten mäntäkappale voi nojata siinä tapauksessa, että prosessipaine pp äkillisesti laskisi niin, että venttiili 58 ei sitä ehtisi seurata ja jonka tukirenkaan 60 avulla siten voidaan määrittää maksimaalinen kemikaalisyöttö. Tässä suoritusmuodossa siis 30 käytetään paine-erovahvistusta, jossa pienelläkin paine-erolla p, - pp kyetään kehittämään riittävän suuri voima jäykemmänkin jousen venyttämiseksi ja kemikaalin syöttö-raon avaamiseksi.

35 Kuviossa 6 esitetään syöttölaite 61, joka koostuu runkokap- paleesta 62 ja siitä virtauskanavan 65 tai vastaavan sisälle P715/8804 1° 82725 ulkoilevista kahdesta kuvion mukaisesti sisäkkäin kierretystä olennaisesti saman nimellishalkaisijan omaavasta jousesta 63 ja 64. Jousten 63 ja 64 lankojen poikkileikkaukset ovat erilaiset. Jousi 63 on tukevatekolnen eikä olennaista 5 radiaalitason suuntaista muodonmuutosta kemikaalin syöttö-paineen vaikutuksesta ole havaittavissa, jousi 63 reagoi kemikaalin syöttöpalneeseen ainoastaan aksiaalisilla muodonmuutoksilla. Jousen 64 lanka on poikkileikkaukseltaan esimerkiksi kuvion mukaisesti litteän suorakaiteen muotoi-10 nen, jolloin jousten sisällä vaikuttava paine saa aikaan jousen 64 halkaisijan jonkinasteisen kasvun jousen 64 pyrkiessä paineen vaikutuksesta oikenemaan, jolloin jouset yhdessä kiertyvät ja jousiparin massan virtaukseen nähden alavirran puolelle syntyy aukkoja, joista kemikaalit 15 pääsevät virtaamaan prosessiin. Ylävirran puolella virtaavan nesteen/suspension virtausnopeudesta johtuva paine työntää jousen 64 kierteitä jousiparin akselia kohti niin, että ne nojaavat jousen 63 sivutasoihin huolimatta jousen jonkinasteisesta venymästä, jotka sivutasot kuvan suoritusmuodon 20 mukaisesti ovat jonkin verran toisiaan kohti kaltevia ts. jousilangan poikkileikkaus on trapetsimainen.

Kuviossa 7 esitetään olennaisesti spiraalimainen syöttölaite 71, joka koostuu runkokappaleesta 72 ja spiraalimaisesta 25 putkesta 73. Putken 73 spiraalin sisäpuoliseen sivuun on leikattu putken vaipan läpi meneviä viiltoja, jotka ovat lepotilassa kiinni, mutta jotka syöttöpaineen ps johtuessa putken sisälle ja oikaistessa putkea avautuvat ja päästävät kemikaalia prosessiin. Koska tässä suoritusmuodossa ei 30 voida käyttää prosessipainetta pp olennaisessa määrin hyväksi, on putkispiraalin jousivakion oltava vastaavasti suurempi niin, että riittävä paine-ero pB - pp saavutetaan. Etuna kuvion mukaisella suoritusmuodolla aikaisempiin nähden on se, että järjestettäessä putkispiraali poikittain 35 virtauskanavaan saadaan mahdollisimman suuri osa virtaus-kanavan poikkipinta-alasta peitettyä eli toisin sanoen

II

P715/8804 11 82725 saadaan kemikaali jaettua mahdollisimman laajalle alueelle itse virtauskanavassa.

Kuviossa 8 esitetään suoritusmuoto kaarevasta syöttölait-5 teestä 81, joka koostuu runkokappaleesta 82 ja kaarevasta, kahdesta kierre jousesta 83 ja 84 muodostuvasta syöttöputkes-ta. Edellistä suoritusmuotoa ja kuviossa 6 esitettyä suoritusmuotoa vastaavasti syöttöpaine p. aikaansaa kierre-jousten kierteiden välin avautumisen ja kemikaalin pääsyn 10 prosessiin.

Kuviossa 9 esitetään hieman edellisistä suoritusmuodoista poikkeava syöttölaite 91 runkokappaleineen 92, jossa laitteessa kemikaalin syöttöputki 93 koostuu pituussuunnassa 15 aukileikatusta putkesta, jonka halkio 94 on lepotilassa täysin kiinni, mutta avautuu syöttöpaineen ps vaikuttaessa putken sisällä (putkiprofiilin auetessa ja spiraalin oietessa). Toisaalta putken halkio saadaan myös avautumaan järjestämällä kyseisestä putkesta valmistettu spiraali virtaus-20 kanavaan 95 poikkisuuntaan, jolloin virtaavan massan paine aikaansaa spiraaliin vääntöjännitystilan ja kiertymämuodon-muutoksen, joka raottaa putken 93 sivussa olevaa halkiota 94 yhdessä syöttöpaineen pa kanssa.

25 Kuviossa 10 on vielä esitetty keksinnön mukaisen laitteen eräs edullinen suoritusmuoto, jossa virtauskanavaan 105 on järjestetty pyörivä sekoitin 106, jonka lavoista kukin muodostuu kemikaalin syöttölaitteesta 101, esimerkiksi jonkin kuvioiden 2, 3, 4, 5 tai 6 mukaisesta laitteesta, 30 joihin kemikaali ohjataan sekoittimen akselin 107 kautta.

- - Tällä suoritusmuodolla saadaan aikaan kemikaalien erittäin tehokas sekoittuminen, koska jo syöttölaitteet itsessään aiheuttavat virtaavaan materiaaliin voimakkaan sekoitusta tehostavan turbulenssin, jota voidaan vielä tehostaa pyörit-35 tämällä sekoitinta hitaasti, jolloin sekoittimen tehonkulutus on pieni. Toisaalta muotoilemalla sekoittimen lavat P715/8804 i2 82725 oikein on mahdollista järjestää sekoitin pyörimään itsenäisesti ilman ulkoista tehoniähdettä, jolloin ainoa sekoitti-men tehonhukkaa aiheuttava tekijä on sen aiheuttama virtausvastus.

5

Edellä on useiden eri suoritusmuotojen yhteydessä käsitelty kierrejousia, joiden tarkempaan rakenteeseen ei ole sen enempää puututtu. On kuitenkin syytä todeta, että keksinnön maukaisissa ratkaisuissa kaikki mainitut kierrejousi-10 kuten myös muut käytettävät jousltyypit ovat lepotilassa tiiviitä ja päistään lisäksi siten tiivistettyjä, että kierteen sisälle ei pääse ulkopuolelta sen enempää nestettä kuin kaasuakaan. On myös todettava, että jousen langan poikkileikkaus, vaikka kuvioissa useimmiten onkin esitetty 15 perusversio ts. pyöreä poikkileikkaus, voi myös muunnella huomattavasti. Joissakin tapauksissa on edullista, kuten joissakin kuvioissa on esitetty, käyttää poikkileikkaukseltaan kulmikasta lankaa tai kaarevan ja kulmikkaan poikki-leikkausmuodon yhdistelmää. Esimerkkeinä voidaan mainita 20 kolmiomainen, trapetsimainen, viisikulmainen jne. Jousilan-gan poikkileikkauksen muodolla voidaan esimerkiksi tehostaa kemikaalien syöttöaukon ts. jousen kierteiden välin avautu-mispyrkimystä. Siten kaikki erilaiset jousilankojen poikki-leikkausmuodot tulevat kyseeseen keksintöä käytäntöön 25 sovellettaessa.

Kuten edellä esitetystä nähdään, on kehitetty uusi menetelmä ja laite kemikaalien tai vastaavien syöttämiseksi ja sekoittamiseksi käsiteltävään materiaaliin, jona edellä esitetyssä 30 on yksinkertaisuuden vuoksi käytetty nimitystä materiaali ja viitattu selluloosateollisuuden suspensioihin. Kuitenkin, kuten jo tekstin alussa mainittiin, soveltuvat keksinnön mukaiset laitteet myös muihin kemikaalien syöttökohteisiin, joissa kemikaaleja joudutaan sekoittamaan virtaaviin 35 nesteisiin tai suspensioihin. Keksinnölle on ominaista, että syöttölaite on yksinkertainen ja toiminnaltaan luotet- P715/8804

II

13 82725 tava. Toimintaperiaatteeseen kuuluu edullisimpana suoritusmuotona, että syöttölaitteen säätö perustuu jousivoiman hyväksikäyttöön siten, että kemikaalin syöttöpaine on säädetty olemaan aina huomattavasti suurempi kuin prosessis-5 sa olevan materiaalin paine. Tämä onnistuu helpoimmin järjestämällä kemikaalien syöttöpumppu riittävän tehokkaaksi ja minimoimalla virtausvastus kemikaalien syöttökanavis-tossa. Toisaalta on mahdollista käyttää kemikaalisuuttimen jousen muodonmuutoksen aikaansaamiseen myös ulkoista 10 voimanlähdettä, jolloin kemikaalin syöttöpumpuksi riittää suhteellisen heikkotehoinen laite. Edelleen voidaan ajatella käytettäväksi paine-erovahvistusta tai jotakin muuta vastaavaa menettelyä, jolloin on helppo säätää kemikaalin syöttöpaineen ja prosessipaineen ero tai suhde vakioksi. 15 On myös mahdollista käyttää jotakin muuta ulkoista voimanlähdettä syöttöraon avaamiseen, jonka voiman kuitenkin tulee olla verrannollinen prosessipaineeseen. Siten mitkään käyntihäiriöt sen enempää prosessissa kuin kemikaalin syötössäkään eivät pääse aiheuttamaan käsiteltävän materiaa-20 Iin tunkeutumista syöttölaitteeseen ja siten sen tukkeutumista. Kuitenkin, vaikka edellä on esitelty suuri joukko samaan perusperiaatteeseen liittyviä syöttölaitevaihtoehto-ja, on ne esitetty vain esimerkkeinä ilman tarkoitusta rajata keksintöä koskemaan vain nämä suoritusmuodot. Siten 25 keksintömme suojapiiriin kuuluvat kaikki muutkin variaatiot ja muunnelmat, jotka mahtuvat oheisissa vaatimuksissa tarkemmin määritellyn suojapiirin sisälle.

P715/8804

Claims (21)

14 82725

1. Menetelmä kemikaalien syöttämiseksi käsiteltävään 5 nesteeseen/suspensioon, tunnettu siitä, että kemikaalia/kemikaaleja syötetään mainittuun käsiteltävään nesteeseen/suspensioon siten, että prosessipaineeseen verrannollisella voimalla aiheutetaan laitteeseen kuuluvaan jousielimeen muodonmuutos, jolloin kemikaalin/kemikaalien syöttöaukko 10 avautuu ja kemikaali/kemikaalit syötetään nesteeseen/suspensioon tämän painetta olennaisesti suuremmalla paineella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessipaineeseen verrannollinen voima perustuu 15 kemikaalin/kemikaalien syöttöpaineeseen, joka on säädeltävissä prosessipaineen funktiona.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kemikaalia/kemikaaleja syötetään mainittuun 20 käsiteltävään nesteeseen/suspension siten, että kemikaalin/- kemikaalien syöttöpaineella sekä aiheutetaan laitteeseen kuuluvaan jousielimeen muodonmuutos että voitetaan käsiteltävän nesteen/suspension laitteeseen kohdistama vastavoima, jolloin kemikaalin/kemikaalien syöttöaukko avautuu ja 25 kemikaali/kemikaalit syötetään nesteeseen/suspensioon tämän painetta olennaisesti suuremmalla paineella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kemikaalia/kemikaaleja syötetään mainittuun 30 käsiteltävään nesteeseen/suspension siten, että kemikaalin/ kemikaalien syöttöpaineella aiheutetaan laitteeseen kuuluvaan kemikaalisuuttimena toimivaan jousielimeen muodonmuutos, jolla kemikaalin/kemikaalien syöttöaukko avataan ja kemikaali/kemikaalit syötetään nesteeseen/suspensioon 35 tämän painetta olennaisesti suuremmalla paineella. II P715FIVA.RE1/PR09 is 82725

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kemikaalin/kemikaalien syöttöpumpulla tai vastaavalla pidetään kemikaalin/kemikaalien syöttökanavis-tossa yllä painetta, jolla aiheutetaan jousielimeen kemikaa- 5 lin/kemikaalien syöttöaukot/-aukon avaava muodonmuutos.

6. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kemikaali/kemikaalit syötetään käsiteltävään nesteeseen/suspensioon antamalla sen/niiden purkautua 10 ohuena virtana pitkästä ja spiraalimaisesti kiertyvästä olennaisesti tasalevyisestä raosta.

7. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kemikaali/kemikaalit syötetään käsitellä tävään nesteeseen/suspensioon antamalla sen/niiden purkautua ohuena virtana suuresta joukosta suhteellisen lyhyitä rakoj a.

8. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että kemikaalin/kemikaalien paineella aiheutetaan kierrejousielimen venyminen, jolloin kemikalien syöttöaukko avautuu pitkänä ja kapeana rakona.

9. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen menetelmä, •· 25 tunnettu siitä, että kemikaalin/kemikaalien paineella aiheutetaan spiraalimaisen jousielimen oikeneminen, jolloin kemikaalin/ kemikaalien syöttöaukko/-aukot avautuvat.

10. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että kemikaalin/kemikaalien paineella aiheutetaan jousielimen kiertyminen, jolloin kemikaalin/kemikaalien syöttöaukko/-aukot avautuvat. : 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 35 siitä, että sijoitetaan kemikaalin/kemikaalien syöttölaite nesteen/suspension virtauskanavaan niin, että nesteen/sus- P715FIVA.RE1/PR09 16 82725 pension virtaus aiheuttaa jousielimeen muodonmuutoksen, joka yhdessä kemikaalin/kemikaallen paineen kanssa avaa kemlkaalln/kemikaalien syöttöaukon/-aukot.

12. Laite kemikaalien syöttämiseksi käsiteltävään nestee- seen/suspensloon, johon laitteeseen kuuluu nesteen/suspensi-on vlrtauskanavan seinämässä tai vastaavassa olevaan reikään kiinnitettävä runko-osa kemikaalin/kemikaallen tulokanavi-neen ja runko-osasta mainitun vlrtauskanavan tai vastaavan 10 sisälle ulottuva suutinosa kemikaalin/kemikaallen syöttöauk-koineen, tunnettu siitä, että suuttimen (1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101) syöttöaukko on järjestetty avautumaan kemikaalin/kemikaallen syöttöpaineen vaikutuksesta vasten jousivoimaa, jolloin kemikaalien syöttöpaine on 15 olennaisesti käsiteltävän nesteen/suspension painetta suurempi.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite kemikaalien syöttämiseksi käsiteltävään nesteeseen/suspensioon, 20 tunnettu siitä, että suuttimen (1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101) syöttöaukko on järjestetty kemikaalin/kemi-kaalien paineen vaikutuksesta muotoaan muuttavan jousielimen (23; 33; 43; 63, 64; 73; 83, 84; 93; 101) yhteyteen.

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että suuttimen (21, 41, 51, 91, 101) syöttöaukko on ohut spiraalimainen rako.

15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu 30 siitä, että suuttimen (31, 61, 71, 81, 101) syöttöaukot ovat ohuita rakoja.

16. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että suuttimen (21, 31, 41, 51, 61, 81, 101) syöttö- 35 aukko/aukot ovat kierrejousen/-jousten (23; 33; 43; 63, 64; 83, 84) kierteiden väliin jääviä rakoja. li P715FIVA.RE1/PR09 17 82725

17. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että suuttimen (93) syöttöaukko (94) on joustavasta materiaalista valmistetun putkimaisen elimen sivuun tehty 5 pitkänomainen halkio.

18. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutin (71, 81, 91) on järjestetty spiraalimai-sesti käsiteltävän nesteen/suspension virtauskanavan (75, 10 85, 95) sisälle.

19. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että spiraalimaisen suuttimen (71, 81, 91) taso on järjestetty kohtisuoraan käsiteltävän nesteen/suspension 15 virtaussuuntaa vastaan.

20. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että nesteen/suspension virtauskanavan sisälle on järjestetty pyörivä elin (106), johon on kiinnitetty joukko 20 suuttimia (101).

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen laite, tunnettu siitä, että suuttimina (101) käytetään jotakin seuraavista suutintyypeistä (21, 31, 41, 51, 61). ' 25 P715FIVA.RE1/PR09 ie 82725