FI87808C - Pappersmassaloesare - Google Patents

Description

1 37808

Paperimassasulputin

Esillä oleva keksintö koskee paperimassan hajotuslai-5 tetta ja erityisesti paperimassalle tarkoitettua sulpu-tinta.

Paperin hajottaminen käsittää paperin muuntamisen kuivasta ja kiinteästä olomuodosta lietemäiseen olomuotoon 10 veden vaikutuksesta.

Yleisesti on käytössä kaksi menetelmää: hiertävien kui-duttimien menetelmä ja hajottavien sulputtimien menetelmä.

15

Hiertävät kuiduttimet käsittävät roottorin altaan pohjalla sekä leikkaimia sijoitettuina joko sivu- ja poh-jaseinämille tai itse roottorin päälle, näiden järjestelyjen ollessa ryhmiteltyinä keskenään siten, että 20 saavutetaan erittäin suuri tehokkuus. Tässä menetelmässä leikataan paperi pieniksi palasiksi niin kuin myös epäpuhtaudet, jotka on poistettava sulpun seuraavissa, puhdistavissa käsittelyissä.

25 Hajottavat sulputtimet, jotka tunnetaan paremmin nimellä "hölico", käsittävät tavallisesti pystysuoran, altaan pohjalla sijaitsevan roottorin, jonka muodostaa keskipakoisturpiiniin päättyvä pyörivä ruuvi, joka vie paperin voimakkaaseen liikkeeseen ja tämä paperi hajoaa 30 kuitujen hankauksesta toinen toisiaan vastaan.

Tällainen sulputin kuvataan patentissa FR-A-2 544 756.

Tässä menetelmässä paperia ei leikata ja epäpuhtaudet ..· · 35 jäävät ehjiksi jättäen siten esimerkiksi muovikalvoja : lietemassaan. Nämä epäpuhtaudet erotellaan lisälait teissa, jotka on esitetty patenteissa FR-A-2 461 681 ja FR-A-2 543 183.

2 87803 Tämä menetelmä antaa hyviä tuloksia, ja erityisesti mainitussa patentissa esitetty sulputin tekee mahdolliseksi hajottaa paperiseoksen, jonka kuiva-ainetiiviys on 15-20 %.

5

Mutta on käytännöllisesti katsoen mahdotonta lisätä tiiviyttä, toisin sanoen käsitellä enemmän paperia yhdellä kertaa, sillä jos lisätään suurempi määrä paperia (samaa vesimäärää kohti), on välttämätöntä lisätä moottorin te-10 hoa tukkiutumisen välttämiseksi ja massan käsittelemiseksi vastaavassa ajassa tai ellei tukkiutumista tapahtu, on käsittelyaikaa lisättävä huomattavasti, niin että loppujen lopuksi etu, mikäli sitä esiintyy, on erittäin vähäinen .

15

Toisaalta materiaalin noustessa seinämää myöten putoamatta keskelle pyörii roottori tyhjässä tilassa ja materiaali irtaantuessaan seinämästä aiheuttaa sysäyksiä, jotka vahingoittavat moottoria.

20 Tästä syystä, niin taloudellisten syiden kuin toiminnat· listenkin vaikeuksien vuoksi 20 %:n kuiva-ainetiiviyttä ei voida ylittää.

25 EP-patentti 0 122 991 esittää yhden ratkaisun tähän ongelmaan: hajotetaan materiaalirnuuri, jolla on taipumus kohota sulputtimen seinämää myöten ja johdetaan materiaali uudelleen kohti astian keskusta. Materiaalimuuria kääntävät ja hajottavat elimet muodostuvat kolmesta sul-30 puttimen seinämälle sijoitetusta pyramidin muotoisesta estelevystä tai kosketusnupista 100. Kussakin kosketusnu-pissa on neljä tavallista kolmionmuotoista pintaa, kahden alapinnan muodostaessa estelevyt. Pyramidit ovat symmetrisiä ja sijoitettuina siten, että alapinnat ovat symmet-35 risesti kallistuneina alaspäin samasta kulmasta, toinen vasemmalle ja toinen oikealle siten, että materiaalirnuuri kohotessaan seinämää myöten jakaantuu kahteen osaan näillä kahdella pinnalla.

3 87803 Tässä laitteessa, vaikkakin se estää materiaalin jäämisen takertuneena sulputtimen seinämään ja roottorin pyörimisen tyhjässä tilassa, on kuitenkin haittana, ettei se sekoita säännöllisesti koko materiaalia. Itse 5 asiassa jakaessaan virtauksen kolmeen virtausvuohon 101, se osa 102 materiaalista, jota ei käännytetä, pysyy takertuneena seinämään samalla kun muu osa on kierrätyksessä, kuten kuviossa 1 esitetään. Näissä vähäisemmässä liikkeessä olevissa vyöhykkeissä oleva materi-10 aali saa näin ollen muuta osaa huonomman käsittelyn, mikä aikaansaa epätasaisen hajotustuloksen.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on parantaa sulput-timia, olivatpa ne h61ico-tyyppiä tai eivät, siten, 15 että niillä voidaan käsitellä paljon, jopa 25 % kuiva-aineesta, tiiviimpää paperimassaa, toisin sanoen nousun ollessa 25 % nykyisistä arvoista, massalietteen pakko-kierrätyksellä .

20 Keksinnön tavoitteena on hajotussulputtimessa olevan erittäin tiiviin aineen parannettu pakkokierrätyslaite, tarkemmin sanoen sen tavoitteena on paperimassasulputin /*· tyyppiä, joka käsittää lieriönmuotoisen, yläosastaan : avoimen altaan sekä roottorin pohjalla, joka on pysty- 25 akselin päällä, joka pystyakseli kohoaa altaan keskus-pyörähdysakselin mukaisesti altaan sisäpuolella, altaan sivuseinämän käsittäessä massalietteen kierrätyslaitteen, joka tunnetaan siitä, että kierrätyslaite käsittää vähintään yhden pintaelementin, joka seuraa olen-30 naisesti ympyrän muotoisesti sulputtimen seinämää kohoten seinämästä kohti altaan sisäosaa ja kohti sulputtimen yläaukkoa vakioetäisyydellä siten, että se muodostaa leveydeltään vakion reunuksen, tämän elementin kahdesta pinnasta yhden ollessa suuntautunut kohti altaan - . 35 alaosaa siten, että massaliete kohdatessaan tämän hai tan kääntyy altaan sisäpuolella.

Keksintö on lisäksi huomattava seuraavien tunnusmerkkien johdosta: 4 37803 pintaelementti on suljettu ympyränmuotoinen kehä muodostaen kartiorungon, joka kohoaa seinämästä kohti altaan akselia ja on kallistunut seinämään nähden siten, 5 että se muodostaa kartiorungon, jonka huippu sijaitsee lähellä sulputtimen yläaukkoa; kierrätyslaite käsittää vähintään yhden pintaelementin, joka kohoaa potkurina sulputtimen seinämän mukaisesti 10 ja on enintään 360°; kierrätyslaite käsittää joukon pintaelementtejä, jotka kohoavat potkurina sulputtimen seinämän mukaisesti, elementtien ollessa sijoitettuina kehän muotoon sulput-15 timen akselin ympärille ja muodostaessa kiinteitä siipiä roottoriin nähden; pintaelementit kohoavat ja sijaitsevat ympyränmuotoi-sesti tasavälein ilman harvennusta siten, että niiden 20 pystysuora projektio muodostaa 360° kehän; pintaelementit kohoavat peittäen toinen toisensa osittain; 25 pintaelementin kaltevuuskulma sulputtimen pystysuoraan seinämään nähden on välillä 10-60°, edullisimmin kulma on suuruusluokkaa 35-45°; potkurin pituusakselin kaltevuuskulma suhteessa sulput-30 timen akseliin kohtisuorassa olevaan tasoon on suunnilleen välillä 10-30°, edullisimmin se on suuruusluokkaa 15° .

Jotta keksintö olisi paremmin ymmärrettävissä, esite-35 tään liitteenä olevissa piirroksissa aineen pakkokier-rätyslaitteen eräs suoritusesimerkki, jossa: kuvio 1 esittää päältä katsottuna edellä olevalla laitteella varustetun sulputtimen käyttöasennossa; 5 87808 kuvio 2 esittää pystysuoran leikkauskuvannon keksinnön mukaisella pakkokierrätyslaitteella varustetusta sul-puttimesta eräässä suoritusvariantissa; kuvio 3 esittää pystysuoran leikkauskuvannon keksinnön 5 mukaisella laitteella varustetusta kuvion 2 sulputti-mesta eräässä toisessa suoritusvariantissa; kuvio 4 esittää perspektiivikuvannon keksinnön mukaisen pakkokierrätyslaitteen eräästä elementistä; kuvio 5 esittää kaaviokuvan päältä katsottuna keksinnön 10 mukaisella laitteella varustetusta sulputtimesta käytössä kuvion 3 variantissa.

Piirustuksessa havainnollistettu sulputin on h§lico-tyyppiä, joka on kuvattu patentissa FR-A-2 544 756, 15 mutta tämä suoritusesimerkki ei ole rajoittava ja keksintö käsittää kaikentyyppiset sulputtimet.

Sulputin käsittää lieriönmuotoisen altaan 1/ jolla on keskuspyörähdysakseli 2, joka allas on avoin yläosas-20 taan ja varustettu pohjassaan roottorilla 3, jolla itsellään on akseli 4, joka kohoaa kohti yläaukkoa sul-puttimen akselin 2 suuntaisesti.

• : Tässä esimerkissä akseli 4 kannattaa kierukkamaisia 25 levyjä 5, jotka roottorin pyöriessä aikaansaavat suspension muodossa olevaan aineeseen 6 pystysuoran lii-keen ylhäältä alas akselin alaosassa olevan aineen suuntautuessa kohti sivuseinämää ja kohotessa sitten seinämää myöten.

30

Seinämälle 9 sijoitetaan pakkokierrätyslaite 7, joka on tarkoitettu kääntämään seinämää myöten nouseva mate-riaalivirtaus ja suuntaamaan se kohti akselin 4 yläpää-tä.

. " 35

Keksinnön mukaisesti tämä pakkokierrätyslaite käsittää vähintään yhden pintaelementin 8, 21, joka seuraa olennaisesti ympyrän muodossa sulputtimen seinämää 9 kohoten seinämästä 9 kohti altaan 1 sisäosaa ja kohti sul- 6 87809 puttimen yläaukkoa 20 vakioleveydellä 12, 22 niin, että se muodostaa reunuksen, jonka leveys 12 on vakio, yhden tämän elementin pinnoista 8a, 24 ollessa suunnattu kohti altaan alaosaa siten, että materiaalikokonaisuus 6 kohda-5 tessaan tämän pinnan 8a, 24 kääntyy ja putoaa altaan sisäpuolella .

Ensimmäisessä suoritusmuodossa, joka on havainnollistettuna kuviossa 2 pakkokierrätyslaite 7 käsittää suljetun 10 ympyränmuotoisen kehän 8, joka toisin sanoen muodostaa renkaan; se kohoaa seinämästä 9 kohti altaan akselia 2 muodostaen kulman 10 altaan seinämän 9 kanssa; tämän kehän 8 muodostama kalteva pinta muodostaa kartiorungon, jonka huippu sijaitsee lähellä altaan 1 yläaukkoa 20.

15 Tämän kehän 8 yhdessä seinämän kanssa muodostama kallistuskulma 10 on välillä 10-60° ja suoritusesimerkkiin valittu kulma on 45°.

20 Tämän kuviossa 2 esitetyn suoritusmuodon mukainen kier-rätyslaite on kulmatanko käsittäen kaksi laippaa 8a, 11, jotka muodostavat keskenään suoran kulman. Tämä kulmatan-ko taivutetaan ympyrän muotoon niin, että sen ulkoläpi- mitta on sama kuin altaan sisäläpimitta, ja kulmatangon 25 kahden laipan ääripäät liitetään sivuseinämään 9 millä -···: tahansa yleisesti tunnetulla tavalla, esimerkiksi hitsaa- maila. Tässä variantissa laippa 8a toimii kääntävänä ke- • . hänä.

30 Kehä sijoitetaan altaan akseliin 2 nähden kohtisuoraan: •etäisyys akselin 4 kärjestä kehän lähempänä olevaan ääri- • ‘ ‘ päähän (tai kauempana olevaan ääripäähän) on vakio. Kehän leveys 12 on välillä 100-500 mm.

35 Etäisyys 13 akselin 4 yläkärjen sekä kehän 8 uloimman kärjen muodostaman kaaren määrittämän tason 14 välillä ·-·' vaihtelee välillä 0-500 mm.

7 87808 Tämä kierrätyslaite mahdollistaa homogeenisten sakeu-tusten saavuttamisen, joiden kuiva-ainepitoisuus on 20 % ja lisäksi: 5 koko materiaali on kierrätyksessä: neutraalivyöhykettä, jossa massaliete pysyy liikkumatta, ei ole johtuen laitteen isotrooppisesta luonteesta; on mahdollista viedä samaa vesimäärää kohti jopa 25 % 10 enemmän paperia.

Tämä sakeuden lisääntyminen tapahtuu ilman käytössä olevan tehon keinoja, toisin sanoen vakioteholla.

15 Tämän suoritusvariantin avulla havaitaan kuitenkin hol-vimuodostelma roottorin yläpuolella, kun materiaali, kehän muutettua sen suunnan, kääntyy kohti keskusakse-lia 2. Tämä holvi, johtuen massalietteen lisääntyneestä sakeudesta, jää liikkumattomaksi roottorin päälle 20 putoamatta uudelleen sulputtimeen, pysäyttäen täten roottorin, joka pyörii tyhjässä tilassa.

Tämän haitan korjaamiseksi hajotetaan holvimuodostelma :V; lohkomalla kehä 8 osiin. Lisäksi kukin kehän osa tai —: 25 elementti 21 kallistetaan yläosasta roottorin pyörimi sen suuntaisesti.

‘ ' Kuvio 3 esittää tämän toisen suoritusmuodon. Pakkokier- rätyslaite käsittää vähintään yhden pintaelementin 21, 30 joka kohoaa potkurina sulputtimen seinämän mukaisesti.

: Keksinnön mukaisesti voi olla ainoastaan yksi elementti 21; esimerkiksi kehä 8 voidaan jakaa osiin ja taivut-. ’·[ taa kierukkamaisesti niin, etteivät ääripäät siis enää λ" 35 ole toinen toisissaan kiinni. Tässä tapauksessa elementti ulottuu korkeintaan 360°seen. Tämä variantti : '·* hävittää kääntämisen isotropian ja riittää välttämään holvimuodostelman.

8 8 7 δ C 8

Lisäksi voidaan suunnitella sijoitettavaksi seinämälle joukkopintaelementtejä 21. Nämä elementit sijoitetaan ympyrän muotoon kehäksi akselin 2 ympärille tasavälein kiinteiksi siiviksi jotka pyörivät roottorin 4 edessä.

5

Elementit muodostetaan metallinauhasta, jonka leveys 22 on vakio, ja jotka keksinnön mukaisesti kohoavat seinämästä kohti yläaukkoa 20 aikaansaaden toisaalta kulman 10 yhdessä luotisuoran kanssa ja toisaalta kulman 23 10 yhdessä vaakasuoran kanssa. Tämä pintaelementti seuraa sulputtimen lieriönmuotoista seinämää muodostaen kieruk-kamaisen kääntöpinnan, jonka tasoista yksi 24 suuntautuu kohti altaan alaosaa; tämän pintaelementin kohtaava mas-saliete muuttaa suuntaa ja kääntyy altaassa, mutta akse-15 Iin 2 ja seinämän väliseen suuntaan, kuten kuvio 5 esittää.

Pintaelementit valmistetaan joko kulmatangosta tai muotoillusta teräsnauhasta. Kunkin elementin päät 25 peite-20 tään vastaavalla kolminmuotoisella metallielementillä.

Elementtien 21 lukumäärä sekä niiden pituus vaihtelevat: ne voivat seurata toisiaan jättäen välilleen tyhjän tilan (kuten kuviossa 3 on havainnollistettu) tai peittää 25 toinen toisensa osittain (kuvio 4) niin, että varmiste-taan koko materiaalin kierrätys.

!Pintaelementin 21 kaltevuuskulma 10, samoin kuin kehän 8 • ’ ja seinämän 9 välinen kaltevuuskulma on välillä 10-60°, 30 edullisimmin kulma on suuruusluokkaa 35-45°.

r.:.: Pintaelementin pitkittäissuunnan kaltevuuskulma 23 sul puttimen akseliin nähden kohtisuoran tason kanssa, toi-sin sanoen yleensä vaakasuoran kanssa, on suunnilleen 35 välillä 10-30° ja on edullisimmin suuruusluokkaa 15°.

Käytössä tämä variantti antaa kuviossa 5 havainnollistetun tuloksen. Kohotessaan lietemassa kohtaa pintaele- • · 9 87808 mentit 21; kukin näistä kääntää vastaanottamansa massan suunnan ja painaa massan sulputtimeen mutta kääntäen sen suunnan keskustaan nähden. Kukin näin muodostunut massalevy 26 kohoaa ja putoaa uudelleen viereisen levyn 5 päälle jatkuen samalla tavalla. Tapahtuu siis koko mas-salietteen kierrätys ilman holvinmuodostusta.

Saadut tulokset ovat yhtä hämmästyttäviä kuin yhtäjaksoisella kehällä saadut: sakeuden lisäys jopa vähintään 10 25 % kuiva-aineesta, saavutettuna samalla teholla.

Nähdään siis, että keksintö mahdollistaa kokonaispape-rimassan käsittelyyn tarvittavan kokonaisajan vähentämisen (suoritettu identtisten materiaalierien peräkkäi-15 sillä käsittelyillä) energiankulutuksen pysyessä muuttumattomana : joko vähentämällä kunkin lähtötiiviydel-tään vakion käsittelyn kestoa tai tiiviyttä lisäämällä ja niin muodoin käsiteltävien erien määrää vähentämällä.

20

Claims (12)

1. Paperimassasulputin käsittäen lieriönmuotoisen altaan, joka on avoin yläosastaan ja suljettu pohjalla, joka on varustettu pystysuoran akselin päällä olevalla 5 roottorilla, joka akseli kohoaa altaan keskuspyörähdys-akselin suuntaisena altaan sisäpuolella, altaan sivu-seinämän käsittäessä massalietteen pakkokierrätyslait-teen, tunnettu siitä, että kierrätyslaite (7) käsittää vähintään yhden pintaelementin (8, 21), joka seuraa 10 olennaisesti ympyrän muotoisesti sulputtimen seinämää (9), kohoten seinämästä kohti altaan (1) sisäosaa ja kohti sulputtimen yläaukkoa (20) vakioleveydellä (12, 22. siten, että se muodostaa leveydeltään vakion reunuksen, elementin pinnoista yhden (24) ollessa suunnattu 15 kohti altaan alaosaa niin, että tämän pinnan (24) kohtaava massaliete (6) kääntyy altaan sisäpuolella vain yhdessä suunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperimassasulpu-20 tin, tunnettu siitä, että pintaelementti on suljettu ympyrän muotoinen kehä (8) joka muodostaa kartiorungon kohoten seinämästä kohti altaan akselia (2), ollen kallistunut seinämään nähden niin, että kartiorungon huippu sijait-see lähellä sulputtimen yläaukkoa (20). 25

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperimassasulpu- ·:*· tin, tunnettu siitä, että kierrätyslaite käsittää vähin- : tään yhden pintaelementin (21) , joka kohoaa potkurina sulputtimen seinämän (9) mukaisesti, ollen korkeintaan 30 360°.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen paperimassasulpu- ·' tin, tunnettu siitä, että pintaelementit (21) sijoite taan kehän muotoon sulputtimen akselin (2) ympärille ja 35 tämä kehä sijoitetaan mainittuun akseliin nähden kohtisuorassa olevaan tasoon.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen paperimassasulputin, tunnettu siitä, että pintaelementit (21) kohoavat η 87808 ja ovat sijoitettuina ympyrän muotoon tasavälein väliin jäävällä tilalla siten, että niiden pystysuora projektio muodostaa kehänosien jonon.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen paperimassasulpu- tin, tunnettu siitä, että pintaelementit (21) kohoavat ja ovat sijoitettuina ympyrän muotoon peittäen toinen toisensa osittain niin, että niiden pystysuora projektio muodostaa suljetun, keskeytymättömän kehän. 10

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperimaesasulpu- tin, tunnettu siitä, että pintaelementin (8, 21) kaltevuuskulma (10) sulputtimen pystysuoraan seinämään (9) nähden on välillä 10-60°. 15

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen paperimassasulpu- tin, tunnettu siitä, että kaltevuuskulma (10) on välillä 35-45°.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperimassasulpu- tin, tunnettu siitä, että pitkittäissuunnan (24) kalte-·:··· vuuskulma (23) sulputtimen akseliin (2) nähden kohti- : suoran tason (25) kanssa on välillä 10-30°. • « * n m

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperimassasulpu- tin, tunnettu siitä, että pintaelementin (8, 21) leveys (12, 22) on välillä 100-500 mm.

10 87 808

11. Patenttivaatimuksen 2 mukainen paperimassasulpu- 30 tin, tunnettu siitä, että kehä (8) sijoitetaan altaan pyörähdysakseliin (2) nähden kohtisuoraan tasoon. :Y: 12. Jonkin patenttivaatimuksista. 4 tai 11 mukainen paperimassasulputin, tunnettu siitä, että etäisyys (13) 35 roottorin akselin (4) yläpään ja kehän (8) uloimman '*;· kärjen muodostaman ympyrän määrittämän tason (14) vä- Iillä tai elementtien (21) sijoittelun aikaansaaman kehän uloimman ääripään muodostaman ympyrän määrittämä taso (15) vaihtelee välillä -500 - +500 mm.

12 87808