FI85164B - Foerfarande och anordning foer blandning av vaetska i medium. - Google Patents

Description

1 85164

Menetelmä ja laite nesteen sekoittamiseksi väliaineeseen

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite 5 nesteen sekoittamiseksi väliaineeseen. Erityisen hyvin keksinnön mukainen menetelmä Ja laite soveltuvat veden sekoittamiseksi paperi- ja puunjalostusteollisuuden kui-tususpensioihin näiden laimentamiseksi.

10 Varastoitaessa esimerkiksi paperimassaa keskisakeusalueella (10 - 13 %) torneissa joudutaan massan jatkokäyttöä varten sen sakeus alentamaan tornin alaosassa arvoon 3 - 5 % lisäämällä tornin alaosaan laimennusvettä, joka sekoitetaan massan joukkoon sekoittimellä. Tornin jälkeinen jatkokäsit-15 telyvaihe asettaa laimennetun massan sakeudelle omat, suhteellisen tarkat rajansa. Yleisesti ottaen jatkokäsittely helpottuu, mitä pienemmät sakeusvaihtelut ovat. Tavallisimmin puhutaan 0.3 - 0.1 % suuruusluokkaa olevista sakeusvaih-teluista.

20

Tekniikan tasosta tunnetaan muutamia jonkin verran toisistaan poikkeavia tapoja massan laimentamiseksi ts. laimennusnesteen syöttämiseksi. Aikaisemmin varastotornien veden syöttö on toteutettu useilla vesisuuttimilla, jotka on 25 kohdistettu laimennusvyöhykkeen yläosaan. Tällä menettelyllä aikaansaatu laimennustulos ei ole riittävän hyvä nykyisiä prosesseja ajatellen.

Nykyisin on yleisin tapa johtaa vesi suoraan sekoitinpotku-30 rille tornin seinän läpi tulevalla putkella, jolloin laimennusnestevirta ei osu sekoittimen potkurin keskiöön, vaan kohdistuu sekoittimen nopeasti pyöriviin lapoihin. Tällaisen ratkaisun haittapuolena on se, että laimennus-vesivirta aiheuttaa potkurin lapoihin paineiskuja, jotka 35 saattavat johtaa sekoittimen värinöintiin ja mahdollisesti pahimmissa tapauksissa rakennevaurioihin. Toisena haittapuo- P854/9002 2 B 5164 lena on se, että tornin suurella tuotolla sakeusvaihtelut kasvavat. Osittain tämä johtuu suuresta laimennusvesivirras-ta, josta osa poistuu sekoittimen potkurivirrasta ennen sekoittumista.

5

Kolmantena haittana voidaan todeta, että käytettäessä sekoittimen akselitiivisteenä punostiivistettä, kuten tavallisesti on tapana, johdetaan tiivisteelle normaaliin tapaan tiivistevesi, josta osa tulee ulos ja osa menee 10 torniin pitäen koko tiivisteen puhtaana. Tällaisessa ratkaisussa tiivistenesteen paineen pitäisi olla tornin hydrostaattista painetta suurempi, jotta vettä menee myös torniin. Näin ei kuitenkaan käytännössä ole, vaan tornin pinnan korkeusvaihtelujen johdosta vastapaine voi vaihdella 15 0.5-5 bar, jolloin korkealla paineella massaa puristuu tiivisteeseen ja tiiviste kuluu nopeasti.

Edellä esitettyjen tekniikan tason mukaisten ratkaisujen haittapuolien korjaamiseksi on kehitetty esillä olevan 20 keksinnön mukainen menetelmä ja laite. Keksinnön mukaisella laitteella saadaan parempi sekoitustulos, koska laimennusve-si johdetaan akselia ympäröivään potkuria kohti supistuvaan vaippaan, johon yksinkertaisuuden vuoksi viitataan kartiona, ja josta neste pääsee purkautumaan potkurin keskustaan, 25 joka varmistaa laimennusnesteen joutumisen potkurivirran sisään, jolloin sekoitustulos on optimaalinen. Tällöin myöskään laimennusneste ei pääse "karkaamaan" suoraan säiliön pohjaan sijoitetulle pumpun yhteelle, vaan sen on ensin sekoituttava säiliössä olevaan väliaineeseen. Johtuen 30 laimennusnesteen potkurivirran suuntaisesta virtaus suunnasta saadaan sama sekoitustulos aikaan pienemmällä energiankulutuksella. Lisäksi on huomattava, että laimennusvesi syötetään kartioon tangentiaalisestl, jolloin sen spiraalimainen liikenopeus kasvaa kartion purkauspäätä kohti ja purkautues-35 saan kartiosta laimennusneste muodostaa kartiomaisen nestesuihkun, jonka potkurin on helppo sekoittaa massan P854/9002 3 85164 joukkoon. Mikäli laimennusnesteen spiraalivirtauksen kiertosuunta on sama potkurin kiertosuunnan kanssa on energiankulutus ja sekoitustehokkuus minimissään. Jos halutaan tehokkaampi sekoitusvaikutus, voidaan laimennusnes-5 teen syöttö kartioon järjestää vastakkaiseen suuntaan, jolloin spiraalivirtaus kiertää potkurin kiertosuuntaa vastaan ja jolloin sekoituksen energiankulutuskin vastaavasti lisääntyy. Myöskään sekoittimen siipiin ei pääse kohdistumaan mitään äkillisiä paineiskuja, koska laimennusneste 10 johdetaan potkurin keskiöön, josta se tasaisesti jakautuneena olennaisesti kartiomaisena suihkuna leviää potkurin sekoitusvyöhykkeeseen. Kartion ollessa aina täynnä nestettä, ei väliaine pääse purkautumaan tiivisteeseen, jolloin tiivisteen kestoikä pitenee merkittävästi. Lisäksi laimen-15 nusnesteen syöttökartio muodostaa kartion ulkopuolella olevalle väliaineelle virtaviivaisen virtauspinnan, jolloin paine-ero ja vastaavasti sekoittimen tehontarve pienenee. Joissakin tapauksissa voi olla edullista järjestää, valmistusteknisistä vaikeuksista huolimatta, laimennusnesteen 20 "syöttökartio" vaippapinnaltaan myös akselin suunnassa kaarevaksi siten, että "kartion" säiliön seinän puoleinen pääty voisi liittyä jopa tangentiaalisesti säiliön seinään. Toisin sanoen vaippapinta olisi jopa lähes radiaalisuuntai-nen, josta se tasaisesti kaareutuisi kohti potkurin päätyä 25 suppilomaiseksi tilaksi. Tällöin virtausta potkurille ohjaava vaippa olisi muodoltaan optimaalinen, jolloin mitään energiaa kuluttavaa tai sekoitusta haittaavaa turbulenssia ei pääsisi syntymään ennen varsinaista potkurin sekoitusvyöhykettä.

30

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusmerkillistä, että neste syötetään sekoittimen akselia ympäröivään tilaan, josta neste puretaan sekoittimen keskustan kautta sekoittimen potkurivirtaan potkurin imupuolelle.

35 P854/9002 4 85164

Keksinnön mukaiselle laitteelle puolestaan on tunnusmerkillistä, että sekoittimeen lisäksi kuuluu säiliön sisäpuolelle kiinnitetty potkurin akselia ympäröivä, potkurin puoleista päätään kohti supistuva ja potkurin puoleisesta päästään 5 avoin vaippa, johon johtaa putki säiliön ulkopuolelta.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista 10 kuvio 1 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen sekoittimen osittain aksiaalisesti leikattuna, ja kuvio 2 keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaista sekoitinta osittain aksiaalisesti leikattuna.

15 Kuvion 1 mukaisesti koostuu keksinnön mukainen sekoitin pääasiassa käyttölaitteesta 2, vaihteesta 4, akselista 6, akselin laakeroinnista 8 ja tiivistyksestä 10 sekä akselin 6 päähän kiinnitetystä potkurista 12. Sekoitin on kiinnitetty säiliön ulkopuolelle vaihteestaan 4 olennaisesti sylinte-20 rimäisellä välikappaleella 14 ja siinä olevalla laipalla 16 säiliön 18 seinämässä olevaan laippaan 20. Säiliön 20 sisäpuolelle on puolestaan kiinnitetty edullisesti samaan laippaan 20 kartio 22, joka siten ympäröi akselia 6 laake-roinnin/tiivistyksen 8, 10 ja potkurin 12 väliseltä osalta. 25 Potkurin 12 puoleinen kartion 22 pää on kuitenkin siinä määrin avoin, että kartion 22 vaippapintaan liitetystä edullisesti tangentiaalisesti liitetystä putkesta 24 kartioon virtaava neste pääsee purkautumaan potkurin 12 keskustan kautta säiliöön 18. Putki 24 on johdettu säiliön 30 18 seinämän läpi säiliön ulkopuolelle, josta haluttua laimennusnestettä pumpataan putkeen 24.

Edellä kuvattu laite toimii siten, että putkesta 24 kartioon 22 johdettu neste virtaa spiraalimaisena virtana kartion 35 potkurin 12 puoleisesta päästä säiliöön potkurin imupuolel-le, jolloin se joutuu potkurivirran keskiöön ja keskipako-

II

P354/9002 5 85164 voiman vaikutuksesta hajoaa olennaisesti kartiomaiseksi viuhkaksi, josta neste virtauksen pyörteisyyden johdosta sekoittuu optimaalisesti ympäröivään väliainevirtaukseen.

5 Tietenkin on mahdollista, että neste tuodaan kartioon 22 välikappaleen 14 kautta, jolloin käytännössä päädytään kuvion 2 mukaiseen ratkaisuun. Välikappaleeseen 14 on järjestetty siitä ulkoneva putkiyhde 26 laippoineen 28. Putkiyhde 26 taittuu kohti vaippatilaa 28 välikappaleen 10 sisällä, läpäisee välikappaleen 14 ja vaippatilan 28 välisen seinän 30 ja päätyy vaippatilaan, jossa putken 26 pää on edullisesti taivutettu kääntämään virtaus vaipan 30 suhteen tangentiaaliseksi. Tällöin itse säiliö säilyy ehjänä lukuunottamatta sekoitinta varten tehtävää aukkoa. Kuten 15 kuviosta 2 voi huomata, on tähän suoritusmuotoon piirretty kaarevaseinämäinen "kartio" ts. vaippa 30, joka kuvion 1 ratkaisua paremmin vastaa ulkopuolisen virtauksen ohjausvai-pan muodolle asettamia vaatimuksia. Lopuksi on muistettava, että "kartiovaipan" muoto ja laimennusnesteen syöttöputki 20 eivät missään tapauksessa ole sidotut toisiinsa kuvioiden esittämällä tavalla, vaan on mahdollista järjestää vaipan 30 yhteyteen tangentiaalinen syöttöputki 24 ja myös päinvastoin.

25 Lopuksi on syytä huomata, että vaikka edellä on esitetty vain pari keksinnön mukaisen laitteen edullista suoritusmuotoa, voi muitakin laiteratkaisuja tulla kyseeseen, koska patenttivaatimukset yksin määrittelevät keksintömme suoja-piirin. Niinpä on myös huomattava, että keksintömme mukainen 30 menetelmä ja laite soveltuu kaikkiin niihin sekoitustilan-teisiin, joissa säiliössä olevaan ja säiliöstä poistettavaan väliaineeseen on sekoitettava jotakin nestettä, joko silloin, kun kyseessä on yksinomaan laimennustarkoitus tai myös silloin, kun kyseessä on kemikaalin sekoitus 35 väliaineeseen.

P354/9002

Claims (7)

6 85164

1. Menetelmä nesteen sekoittamiseksi säiliössä olevaan 5 väliaineeseen, jolloin neste syötetään väliaineen joukkoon ja sekoitetaan väliaineeseen saattamalla tämä pyörteisen virtauksen alaiseksi sekoittimen potkurilla, jolloin neste syötetään sekoittimen akselia ympäröivään tilaan, tunnettu siitä, että neste puretaan sekoittimen keskustan kautta 10 sekoittimen akselia pitkin sekoittimen potkurivirtaan potkurin imupuolelle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neste syötetään tangentiaalisesti sekoittimen 15 akselia ympäröivään tilaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neste puretaan spiraalimaisena virtauksena sekoittimen potkurin keskustan kautta potkurivirtaan, 20 jolloin neste purkautuu olennaisen kartiomaisena viuhkana potkurin imupuolelle.

4. Laite nesteen sekoittamiseksi säiliössä olevaan väliaineeseen, joka laite koostuu pääasiassa potkurityyppisestä, 25 säiliön seinämään kiinnitetystä sekoittimesta ja sen käyttölaitteista sekä sekoittimen yhteyteen säiliön ulkopuolelta ohjatusta putkesta, tunnettu siitä, että sekoittimeen lisäksi kuuluu säiliön sisäpuolelle kiinnitetty potkurin (12) akselia (6) ympäröivä, potkurin (12) puoleista päätään 30 kohti supistuva ja potkurin (12) puoleisesta päästään avoin vaippa (22, 30).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että putki (24) yhtyy tangentiaalisesti vaippaan (22, 30). 35

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että putki (26) on johdettu vaipan (22, 30) sisälle sekoittimen rungon kautta. li 7 85164

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaippa (22) on kartiomainen supistuen kohti sekoittimen potkuria (12).

5 Patentkrav