FI85995C - Anordning foer behandling av massa. - Google Patents

Description

1 85995

Laite massan käsittelemiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on laite massan käsit-5 telemiseksi. Erityisen hyvin keksinnön mukainen laite soveltuu puunjalostusteollisuuden kuitususpensioiden lajitteluun ja/tai saostukseen eli tilanteisiin, joissa kuitususpensioista on poistettava joko kuituja, nestettä tai näitä molempia. Keksinnön mukaista laitetta voi hyvin 10 käyttää mm. paperikoneen rejektin käsittelyyn tai sel-lukeiton puskutankin jälkeiseen oksanerotukseen vain pari edullista käyttökohdetta mainiten.

Tämänkertaisen keksinnön lähtökohtana on ns. Stocker-15 ruuvi, joita on aiemmin käsitelty mm. Black Clawson'in US patenteissa 3,947,314 ja 4,160,722. Myös J.M.Voith'in EP patenttijulkaisussa 0 034 780 käsitellään vastaavantyyppistä laitetta. Tekniikan tason mukaiselle laitteelle on siten ominaista, että laitteen akseli on joko pystysuora tai 20 siitä jonkin verran kallistettu, että akselille on kiinnitetty yhtenäinen tasasuurella nousulla varustettu ruuvikier-re, jolla laitteen alapäähän syötettyä käsiteltävää materiaalia siirretään ylöspäin, että ruuvikierrettä ympäröi •‘f; seula-/sihtipinta, jonka läpi poistunut materiaali poiste- ____: 25 taan laitteen alapäädystä ja seula-/sihtipinnan sisälle jäänyt ns. rejektoitunut materiaali poistetaan laitteen yläpäädystä. Ominaista laitteelle on myös se, että sitä käytetään usein ns. oksapesurina ts. laitteella pyritään erottamaan kuitususpension oksista ja vastaavista suuremmis-30 ta kiinteistä kappaleista niiden mukana kulkevat kuidut ja kuituflokit ja akseptoimaan ne seula-/sihtipinnan läpi. Tällaisen akseptoitumisen aikana myös oksamassassa oleva neste poistuu sihtipinnan läpi, jolloin rejektimassan sakeus kohoaa nopeasti. Pyrkimyksenä on kohottaa sakeus 35 mahdollisimman suureksi, koska laitteesta poistettu oksamas-sa joutuu useimmiten poltettavaksi, jolloin massan vesipi- 2 85995 toisuuden pitäisi tietenkin olla mahdollisimman pieni. Käytännön rajan sakeudelle asettaa tietenkin se, että, vaikka kaikki massassa oleva irtonainen neste poistetaan, jää imeytyneenä oksiin ja vastaaviin nestettä niin paljon, 5 että sakeus on vain noin 30 %.

Tekniikan tason mukaisista laitteista on kuitenkin huomattu, että niiden kapasiteetti on suhteellisen pieni, koska ne pyrkivät helposti tukkeutumaan. Onhan selvää, että laittees-10 sa, jossa on tasaisesti suspensiota kohottava kierre ja jossa suspensiosta samanaikaisesti sekä poistetaan nestettä saostusmielessä että kuituja lajittelutarkoituksessa, virtaus tapahtuu yksinomaan kohti seula-/sihtipintaa, jolloin sen aukot tietenkin tukkeutuvat helposti. Edelleen 15 on huomattava, että laitteessa sisään syötetyn suspension sakeus on pienimmillään akselin vierellä kasvaen siitä maksimiarvoonsa seula-/sihtipinnalle mentäessä. Siten seula-/sihtipinnan tukkeutumista edesauttaa myös sakeuden kasvu kohti seulapintaa, jolloin oksista jo irtautuneet 20 kuidut muodostavat kuitumaton seula-/sihtipinnalle. Kuitujen, kuituflokkien ja kuitumaton takertumista seula-/sihti-pinnan aukkoihin edesauttaa myös ruuvin hiertävä vaikutus, jolla ruuvi pyrkii irroittamaan paksuimmat kuitukasaumat seula-/sihtipinnalta. Samalla kun ruuvi kaapii kuitumattoa 25 irti pinnasta, se puristaa osaa matosta syvemmälle seula-/sihtipinnan aukkoihin. Kaikki ruuvin käsiteltävään materi-Y*.r aaliin kohdistamat toiminnot ovat hyvin hellävaraisia ja tasaisesti jatkuvia, joten kuitumatto ei pyri hajoamaan, kuitujen muodostamat flokit eivät hajoa eikä materiaalin 30 sakeus tasoitu, koska materiaali nousee seula-/sihtipinnan rajoittamassa putkessa käytännöllisesti katsoen yhtenäisenä patsaana.

Kuten edellä olevasta käy ilmi, on suurin puute tekniikan 35 tason mukaisissa laitteissa niiden pieni kapasiteetti, joka johtuu seula-/sihtipinnan tukkeutumisesta. Keksintömme 3 85995 mukainen laite tarjoaa ratkaisun tähän ongelmaan järjestämällä suspension liikkeen pitkin seula-/sihtipintaa epätasaiseksi ja kohdistamalla vielä mainittuun pintaan im-uvaikutuksen, jolla pintaan ja pinnan aukkoihin tarttun-5 eitä kuituja irroitetaan, jolloin aukot pysyvät puhtaina ja virtaus aukkojen läpi olennaisesti suurempana kuin aiemmissa ratkaisuissa. Samalla keksinnön mukaisella laitteella saadaan aikaan myös materiaalin sakeuden tasoittumista ravistelemalla materiaalia niin, että sen eri 10 osaset pääsevät sekoittumaan keskenään.

Keksinnön mukaiselle laitteelle tunnusmerkilliset piirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista.

15 Esillä olevaa keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää kaavamaisena aksiaalileikkauskuvantona periaatteen keksinnön mukaisesta laitteesta, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisessa laitteessa käytettävän 20 ruuvin erään edullisen suoritusmuodon sivuttaiskuvantona, kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisen ruuvin päätykuvannon, ja kuvio 4 esittää keksinnön mukaisessa laitteessa käytettävän ruuvin erästä toista edullista suoritusmuotoa.

25 Kuvion 1 mukaisesti massan käsittelylaite 10 muodostuu päällisinpuolin ulkovaipasta 12, joka voi olla joko sylinte-* : : rimäinen tai jotakin muuta sopivaa muotoa, ulkovaipan 12 ylempään päähän järjestetystä kotelosta 14, joka ojentuu sivulle alaspäin muodostaen rejektoituneen materiaalin 30 poistokourun 16 ja jonka aksiaalisuunnassa ulkovaippaan nähden vastakkaiselle puolelle on kiinnitetty tai muutoin järjestetty käyttölaite 18, ja ulkovaipan alempaan päähän järjestetyistä käsiteltävän materiaalin syöttöyhteestä 20 ja akseptoituneen materiaalin poistoyhteestä 22. Ulkovaipan 35 12 sisälle on järjestetty kiinteä olennaisesti sylinterimäi- nen, tai joissakin tapauksissa kartiomainen tai muutoin 4 85995 pyörähdyssymmetrinen, seula-/sihtipinta 24. Siten ulkovaipan 12 ja seula-/sihtipinnan 24 väliin jää pitkänomainen rengasmainen tila 26, johon akseptoitunut materiaali kerääntyy lävistettyään seula-/sihtipinnan 24. Seula-5 /sihtisylinterin 24 sisäpuolelle on järjestetty pyörivästi akseli 28, jolle on kiinnitetty kierre 30 siten, että nämä yhdessä muodostavat yhteestä 20 syötettyä materiaalia ylöspäin siirtävän ruuvin 32, joka pyörii käyttölaitteen 18 määräämällä nopeudella seula-/sihtipinnan 24 määrittämäs-10 sä tilassa 34. Mitä tulee käsittelylaitteen asentoon käyttötilanteissa, on laite useimmiten sijoitettu jonkin verran pystytasosta kallelleen, mutta myös täysin pystyssä olevia laitteita on olemassa. Siten olennaista laitteelle on, että sen akselin suunta poikkeaa olennaisesti vaa-15 kasuorasta ollen lähempänä pystysuoraa suuntaa. Siten myös tässä selityksessä ja liitteenä olevissa vaatimuksissa on katsottu voitavan ilman suurta vaaraa väärinkäsityksistä käyttää ilmaisuja 'ylöspäin', 'yläpinta'. Yläpinnalla esimerkiksi kierteen yhteydessä tarkoitetaan siis sitä 20 kierteen pintaa, joka työntää käsiteltävää materiaalia eteenpäin ts. ylöspäin seula-/sihtipinnan rajoittamassa putkessa.

Vaikka laitteen toimintaperiaate onkin sangen yksinkertai-25 nen, lienee kuitenkin tarpeen selvittää se ns. oksapesuriin viitaten lyhyesti. Käsiteltävä materiaali, tässä tapauksessa kuitususpensio syötetään yhteestä 20 seula-/sihtisylinterin 24 sisäpuoliseen tilaan 34, jossa ruuvi 32 siirtää sitä hitaasti ylöspäin. Edetessään tilassa 34 suspensiosta 30 erottuu kuituja ja nestettä, jotka mahtuvat seula-/sihtipin-nan 24 aukoista läpi ja akseptoituvat tilaan 26, josta ne poistuvat yhteen 22 kautta. Joissakin tapauksissa on katsottu tarpeelliseksi syöttää laimennus/pesunestettä ruuvin akselin tai akselilla olevan kierteen kautta suspen-35 sioon, jotta hyväksyttävät kuidut paremmin erottuisivat oksista tai vastaavista kappaleista. Samalla suspension 5 85995 sakeus kasvaa nesteen poistuessa ja saavutettuaan seula-/sihtisylinterin 24 yläpään pyrkimyksenä on massa, jossa ei ole sen enempää irtonaista nestettä kuin kuitujakaan, vaan massa on valmista poistettavaksi ja jätteiden hävitys-5 tavasta riippuen myös poltettavaksi.

Kuvioiden 2 ja 3 mukaisesti muodostuu keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen ruuvi 42 tavanomaisesta akselista 28 ja tälle kiinnitetyistä kierrepaloista 40, 10 jotka koostuvat kierretasosta 44 ja tämän alle kiinnitetystä elimestä 46. Kuvatun tyyppiset kierrepalat 40 on järjestetty akselille niin, että niiden jättöreunojen 48 (se kierretason 44 reuna, jonka yli materiaalikappale putoaa seuraavalle kierretasolle 44) kautta kulkemaan ajateltu yhtenäinen 15 kierre vastaa olennaisesti tekniikan tason mukaisen laitteen kierrettä. Kierrepalat 40 voidaan kiinnittää akselille 28 joko kuvion 3 mukaisesti, jolloin päätykuvanto ruuvista on esimerkiksi kolmiapilamainen, ts. kierrepalat 40 jättävät päädystä katsottuna väleihinsä selkeät aukkokohdat 50, 20 joiden kautta osa materiaalista voi pudota jopa ohi seuraa-van kierrepalan, tai siten, että kierrepalojen otsareunat 52 sijoittuvat edeltävän jättöreunan alle siten, että materiaalipartikkeli putoaa suoraan seuraavalle kierretasolle 44. Olennaista kierrepalojen rakenteelle ja sijoitukselle 25 on, että niiden kierretason 44 nousu on huomattavan suuri verrattuna tekniikan tason mukaiseen kierteeseen, jolloin materiaalin liikenopeus aksiaalisuunnassa kierretason kohdalla on suurempi. Lisäksi kierrepalat on järjestetty toistensa suhteen niin, että pyörimissuunnassa edeltävän 30 kierrepalan jättöreuna 48 on aina korkeammalla kuin seuraa-van kierrepalan otsareuna. Näin saadaan varmistettua, että seula-/sihtipinnan sisäpuolisessa tilassa olevaan massaan kohdistetaan edestakaisia aksiaalisia voimia, joilla sekä rikotaan kuitukasaantumia että tasataan materiaalin sakeut-35 ta. Edullisimmillaan kierretason 44 kulma akselin suhteen on suora, mutta edullisesti tämän suoritusmuodon mukainen 6 85995 kulma on sama kautta koko kierretason. Kuitenkin keksinnön suojapiiriin kuuluvat myös ratkaisut, joissa kulma jonkin verran poikkeaa annetuista arvoista.

5 Kuviossa 4 on vielä esitetty eräs toinen suoritusmuoto kierrepalalle 60. Tässä suoritusmuodossa kierrepalan 60 kierretaso 62 on valmistettu levystä ja jätetty myös tasomaiseen muotoon. Toisin sanoen levyaihion reunaan on akselia 28 varten leikattu syvennys, josta levy on hitsattu 10 kiinni akselille. Tästä seuraa, että kierretason 62 muodostavan levyn yläpinnan ja akselin 28 välinen kulma muuttuu jatkuvasti. Levy voidaan kiinnittää esimerkiksi (Fig. 4) siten, että otsareunan 64 kohdalla kulma akseliin nähden on tylppä so. yli 90°, levyn keskivaiheilla suora so. 90° 15 ja levyn jättöreunalla 66 terävä so. alle 90°. Vastaavasti levy voidaan kiinnittää myös niin, että otsareunalla kulma on suora, mistä kulma pienenee koko ajan jättöreunalle päin mentäessä. Kummassakin tapauksessa saadaan jättö-reunalla sama toiminta, joskin viimemainitussa tapauksessa 20 voimakkaampana, nimittäin levy pyrkii kuorimaan materiaalin irti seula-/sihtipinnasta 24 ja kulma-asennostaan johtuen siirtämään materiaalia kohti akselia 28. Toisin sanoen levy pyrkii siirtämään sakeaa materiaalia kohti akselia, jolloin matalammassa sakeudessa olevan materiaalin täytyy korvauk-25 seksi siirtyä kohti sihtipintaa. Levyn otsareunan 64 • · kohdalla voidaan levyn suuntausta käyttää hyväksi, sillä ensinmainitussa tapauksessa levyn ollessa tavallaan kallellaan sihtipintaa 24 kohti kierretaso 62 pyrkii puristamaan materiaalia kohti sihtipintaa 24 tehostaen näin seulonta-30 /saostuspyrkimystä. Sama levy voi myös olla kallellaan akselia kohti jättöreunaltaan 66, jolloin se aikaansaa vastaavan materiaalisiirtymän sihtipinnasta poispäin. Sakea materiaali tavallaan kiertyy rullalle kierretason 62 kulmamuutoksen ansiosta.

"V” 35 7 85995

Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty myös kierretason 44 alle kiinnitetty elin 46, joka ensinnäkin on edullisesti le-vymateriaalista valmistettu ja joka on kierrepalan 40 otsareunan 52 puoleisesta päästään 54 sijoitettu lähelle 5 sihtipintaa 24. Mitä lähemmäksi kierretason 44 jättöreunaa 48 tullaan sitä suuremmaksi kasvaa myös etäisyys elimestä 46 sihtipintaan. Elimen 46 tarkoitus on kohdistaa ruuvin 32 pyöriessä imupulsseja sihtipintaan 24 ja siten helpottaa kuitujen irtoamista sihtipinnan 24 aukoista. Elimen 46 pinta 10 voi olla joko täysin sileä tai siinä voi olla kohoumia, nystyröitä, ripoja, uria, syvennyksiä tai vastaavia pyörtei-lyä aiheuttavia elimiä. Samalla, kun elin 46 aiheuttaa imupulssin seula-/sihtipinnan 24 akseptipuolelta käsiteltävän massan puolelle päin siirtää elin 46 pakotetusti eteensä 15 tulevaa materiaalia kohti akselia 28, jolloin akselin läheisyydessä oleva sakeudeltaan matalampi materiaali siirtyy sakeamman materiaalin alta pois kierrepalan 40 jättöreunan 48 puoleisen pään suuntaan, kiertää sitten elimen 46 jättöreunan 56 ja joutuu tällöin pikaisesti 20 kosketuksiin sihtipinnan 24 kanssa. Tietenkin kierretason alkupäässä elimen 46 ja akselin välille on voitu järjestää sulkukappale, joka estää massan joutumisen elimen 46 ja akselin väliin. Elin 46 on edullisesti akselin 28 suuntainen, mutta sen suunta voi olla myös mainitusta 25 suunnasta jonkin verran poikkeava niin, että sen seula-.· ·_ /sihtipintaan kohdistuvat pulssit eivät ole täysin radiaali- sia, vaan siitä poikkeavia.

Kuten edellä esitetystä huomataan, tuo keksintömme mukainen 30 laite esille aivan uusia ja ennalta tämäntyyppisten laitteiden kohdalla tuntemattomia toimintoja ja näitä aiheut-:tavia rakenteita. Keksintömme poistaa kerralla tekniikan tason mukaisia laitteita vuosikymmeniä haitanneet heikkoudet ja kohottaa laitteen kapasiteetin aivan uudelle tasolle.

, * • « «,*·* « 1

Claims (10)

1. Laite massan käsittelemiseksi, joka laite koostuu ulkovaipasta, sen sisäpuolelle järjestetystä kiinteästä seula-/sihtipinnasta, ulkovaipan yhteyteen sijoitetuista yhteistä käsiteltävälle massalle, seula-/sihtipinnan läpäisseelle jakeelle ja seula-/sihtipinnan sisäpuolelle 10 jääneelle jakeelle sekä seula-/sihtipinnan sisäpuolelle pyörivästi, olennaisesti pystyasentoon, joko suoraan ylöspäin tai jonkin verran kallistettuun asentoon, järjestetystä ruuvista, tunnettu siitä, että ruuvi koostuu akselista (28) ja siihen kiinnitetyistä sektorimaisista 15 kierrepaloista (40, 60), jotka toiminnaltaan vastaavat yhtenäistä ruuvia, ja jotka ulottuvat lähelle seula-/sih-tipintaa (24), ja että kierrepalalla (40; 60) on otsareuna (52; 64) ja jättöreuna (48; 66), että jättöreuna on olennaisesti otsareunaa korkeammalla, sekä että akselilla (28) 20 pyörimissuunnassa edellä kulkevan kierrepalan (40; 60) jättöreuna (48; 66) on korkeammalla kuin seuraavan kierre-palan (40; 60) otsareuna (52; 64).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, \ .,25 että akselilla (28) pyörimissuunnassa edellä kulkevan ... kierrepalan (40, 60) ja sitä seuraavan kierrepalan (40, 60. väliin jää kehän suunnassa rako.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, ’ 30 että kierrepala (40) muodostuu kierretasosta (44) ja tason (44) alle kiinnitetystä elimestä (46).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että kierretason (44) yläpinnan ja akselin (28) välinen ' · 35 kulma on koko kierretason (44) pituudelta sama. 9 85995

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kierrepala (60) muodostuu kierretasosta (62), ja että kierretason (62) yläpinnan ja akselin (28) välisen kulman suuruus vaihtelee. 5

6. Patenttivaatimuksen 3 tai 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että kierretason (44; 62) yläpinnan ja akselin (28) välinen kulma on välillä 130" - 50°.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että kierretason (44; 62) yläpinnan ja akselin (28) välinen kulma on suurimmillaan kierretason (44; 62) otsareunan (52; 64) puoleisessa päässä ja pienimmillään jättöreunan (48; 66) puoleisessa päässä. 15

8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että tason (44) alle kiinnitetty elin (46) on kaareva kappale, jonka kierretason (44) otsareunan (52) puoleinen olennaisesti aksiaalisuuntainen reuna (54) on lähellä 20 seula-/sihtipintaa (24).

9. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että tason (44) alle kiinnitetty elin (46) on levymateri-aalista valmistettu kaareva kappale, jonka kierretason [‘25 (44) otsareunan (52) puoleinen olennaisesti aksiaalisuun tainen reuna (54) on lähellä seula-/sihtipintaa (24).

10. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että elimen (46) pinta on epätasainen ts. siinä on 30 ulkonemia tai syvennyksiä, jotka aiheuttavat pyörteitä massaan. 10 85995