FI93374B - Laite kuitupitoisen selluloosamassan suspension jakamiseksi - Google Patents

Description

93374

Laite kuitupitoisen selluloosamassan suspension jakamiseksi. -Apparat för uppdelning av en suspension av fiberhaltig cellulosammassa.

Tämän keksinnön kohteena on laite kuitupitoisen selluloosamassan suspension jakamiseksi useaan osaan suljetussa tulo- ja poistoaukoilla varustetussa rungossa.

Kuitupitoisen selluloosamassan valmistuksessa epäpuhtauksia tulee sekä ulkopuolelta että itse valmistusprosessin aikaisten puutteellisuuksien vaikutuksesta. Näiden ei-toivottavien osien koko voi vaihdella ja ne voivat olla esimerkiksi hiekkahiukkasia, soraa, kiviä, muttereita, hitsauspuikkojen osia ja metallipaloja. Tästä syystä sellaiset ei-toivottavat osat on välttämätöntä poistaa erityisesti suspensioista, joita joko käsitellään edelleen koneissa ja laitteissa, jotka ovat herkkiä ja voivat vahingoittua tällaisista kiinteistä osista tai, jotka suspensiot pitää muista syistä puhdistaa mahdollisimman tarkkaan epäpuhtauksista. Aiemmin on esitetty erityyppisiä laitteita kuitupitoisessa selluloosamassassa olevien ei-toivottavien kiinteiden osien erottamiseksi, katso esimerkiksi patenttijulkaisut SE 7903032-6 (vastaava US 4 303 508), SE 8503372-8 (vastaava amerikkalainen patenttiiulkaisu n:o 4757274) ja US 4 231 881.

Jotta keskiväkevään, eli suunnilleen 6-15 %:een kuitupitoiseen selluloosamassaan voitaisiin kohdistaa lajittelutoiminta, täytyy käyttää „siilauslaitetta, joka saa massassa aikaan sykähdyksiä ja hiertovoimia, niin että massa saatetaan juoksevaksi, toisin sanoen se muuttuu ·’· helppojuoksuiseen muotoon, ja kuidut voivat siten liikkua toistensa suhteen. Lajittelun avulla tulee näin mahdolliseksi muodostaa hienommasta kuitumateriaalista koostuva osavirta (hyväksytty jae, aksepti) ja karkeammasta materiaalista 93374 2 koostuva osavirta (hylätty jae, rejekti). Edellä olevalle periaatteelle rakentuva siilauslaite esitellään SE-patenttijulkaisussa 8501030-4 (vastaava amerikkalainen patenttijulkaisu 4 680 108).

Tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan laite, joka muodos-kompaktin monitoiminnallisen rakenneyksikön, joka keskeytyksettä toisaalta erottaa mainitunlaiset ei-toivotut osat ja toi-toisaalta jakaa suspension hienojakeeseen (aksepti) ja karkea-jakeeseen (rejekti), joka laite antaa lisäksi paremman lajitte-lutehon edellä esitetyn mukaiseen tunnetunlaiseen siilauslait-teeseen verrattuna. Keksinnön yksi tärkeä tavoite on myös saada aikaan sellainen monitoiminnallinen laite, joka yksinkertaistaa käyttöä ja käyttövarusteita, yksinkertaistaa asennusta ja vähentää ohjaus-, säätö- ja varolaitteistoja ja pienentää näin käyttö-, asennus- ja laitteistokustannuksia verrattuna kahden erillisen laitteen yhdistettyyn käyttöön, joilla kummallakin laitteella on oma toimintansa (erotettu ja siilaus).

Nämä tavoitteet saavutetaan tämän keksinnön mukaisesti patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaisella laitteella, jolle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.

4 I i i#·» lii M i <·»** 93374 3

Keksinnön yhtä edullista toteutusmuotoa kuvataan lähemmin viittaamalla mukana seuraavaan piirustukseen.

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti tämän keksinnön mukaisen laitteen pitkittäisleikkauksena.

Kuvio 2 esittää sopivan toteutusmuodon laitteeseen kuuluvasta hampailla varustetusta levyosasta.

Kuviossa 1 kaavamaisesti esitetty laite käsittää lieriömäisen rungon 1, joka on päistään suljettu päädyillä 2, 3. Runko on yhteinen sekä erotuselimille 4 ei-toivottavien kiinteiden osien tai hiukkasten erottamiseksi kuitupitoisen selluloosamassan suspensiosta, että siilauselimelle 5 suspension siilaamiseksi. Runko on jaettu tällöin erotuselimille 4 tarkoitettuun ensimmäiseen kammioon 6 ja mm. siilauselimille 5 tarkoitettuun toiseen kammioon 7, jolloin kammiot 6 ja 7 ovat yhteydessä toisiinsa ennalta määrätyn kokoisen rengasmaisen raon 8 muotoisen aukon kautta. Runkoon 1 kiinteästi asennettu rengas 9 muodostaa tällöin rajaa kahden kammion 6 ja 7 välille, jolloin renkaan 9 sisäkehä muodostaa siten rengasmaisen raon 8 ulkokehän. Toinen kammio on vuorostaan jaettu rengasmaiseen tilaan 10, joka ympäröi siilauselintä 5 ja akseptitilaan 11, joka ulottuu siilauselimen 5 sisältä päätyä 3 kohti, jolloin näitä kahta tilaa 10, 11 erottaa siilauselimen 5 lisäksi tasainen rengas 12.

Rungossa on ensimmäisessä kammiossa 6 käsiteltävää suspensiota I (lajitteluun menevää massaa) varten tarkoitettu tuloaukko 13 sekä toisessa kammiossa 7 siilauksen jälkeen jäljellä olevaa materiaalia R (rejektiä) varten tarkoitettu poistoaukko 14. Esitetyssä toteutusmuodossa lajitteluun menevän massan 93374 4 tuloaukko 13 on asennettu säteen suuntaisesti lieriömäiseen runkoon. Vaihtoehtoisesti se voidaan asentaa tangentiaalisesti tai akselin suuntaisesti jonkin matkan päähän rungon keskiviivasta. Edelleen rungossa 1 on ensimmäisessä kammiossa 6 osia varten tarkoitettu poistoaukko 15, joita osia voidaan merkitä kiinteinä epäpuhtauksina P, sekä akseptikammiossa 11 akseptin poistoaukko 16. Rengasmainen rako 8 muodostaa poistoaukon 8a ensimmäisestä kammiosta 6 ja vastaavan tuloaukon 8b toiseen kammioon 7.

Laite käsittää edelleen vaakasuuntaisen pyörivän akselin 17, joka ulottuu päädyn 2 läpi ja ensimmäiseen kammioon 6 kannattaakseen erotuselintä 4 ja myös siilauselintä 5. Akseli 17 kannattaa lisäksi ensimmäisessä kammiossa 6 sijaitsevaa pitkänomaista roottoria, joka on varustettu useilla säteen suuntaisesti asennetuilla siivillä 19, jotka on tarkoitettu toimimaan sekoittimena. Akselia 17 ja siihen kuuluvaa roottoria 18, erotuselintä 4 ja siilauselintä 5 käyttää kaavamaisesti esitetty moottori 20 ja niitä kannattaa samoin kaavamaisesti esitetty laakeriyksikkö 21, jossa on päädyssä 2 sopivat tiivistyselimet rungon ja akselin välistä välttämätöntä tiivistämistä varten.

Roottorin 18 ja erotuselimen 4 välissä on kartiomainen osa 22, jota käytetään ohjaamaan suspensio ulospäin kartiomaiseen osaan kiinteästi asennetun erotuselimen 4 ulkokehää kohti. Erotuselimen 4 sisäpuolelle akselille 17 asennettu pyöreä tasainen levy 23 ja levy on kiinnitetty tähän erotuselimeen. Levyn 23 ulkokehä muodostaa tällöin mainitun rengasmaisen raon 8 sisäkehän. Rengasmaista rakoa 8 rajoittaa toisin sanoen ulospäin rengas 9 ja sisäänpäin levy 23.

Erotuselin 4 muodostuu tasaisesta levyosasta, jossa on useita olennaisesti säteen suuntaisesti suunnattuja hampaita 24, hammastuksia tai vastaavia (katso kuvio 2), jotka hampaat ja 93374 5 niiden rajaamat välitilat 25, joiden läpi suspensio lasketaan levyosan 4 pyöriessä, on suunnattu akselin suunnassa rengasmaisen raon 8 mukaan, jonka raon säteen suuntainen ulottuvuus on tällöin hiukan pienempi kuin hampaiden 24 ja on > hampaiden säteen suuntaisen ulottuvuuden sisäpuolella, toisin sanoen hampaiden 24 kärkien kautta akseli 17 keskipisteenä vedetyn ympyrän halkaisija on edullisesti hiukan suurempi kuin renkaan 9 sisähalkaisija (vastaavaasti renkaan aukon 26 halkaisija), ja hampaiden 24 tyvien kautta vedetyn ympyrän halkaisija on edullisesti hiukan pienempi kuin levyn 23 halkaisija. Levyosa 4 on asennettu niin lähelle rengasta 9 kuin mahdollista, niin että suspension ulosvirtausta varten oleva poistoaukko toiseen kammioon 7 tulee suurimmaksi osaksi muodostamaan hampaiden 24 välisistä pyörivistä välitiloista 25. Levyosan 4 ja renkaan 9 välinen etäisyys on yleensä pienempi kuin piirustuksessa esitetään. Mainittu poistoaukko 15 kiinteitä osia varten, joihin osiin pyörivät hampaat 24 osuvat ja jotka erotetaan sillä tavalla suspensiosta, sijaitsee levyosan 4 tasossa ja rungon 1 alapinnalla.

Kuviossa 2 esitetään edullinen toteutusmuoto hampailla varustetusta levyosasta 4, ja pyörimissuunta osoitetaan nuolella. Hampaan 24 pyörimissuunnassa katsottuna etummaisena sijaitseva reuna 27 muodostaa oC kulman lähimpänä edessä sijaitsevan hampaan takareunan 28 kanssa, joka kulma on • « edullisesti säteittäinen. Kulma oC voi edullisesti olla 60 -75c‘, niin että pyöriessään ei-toivottavat kiinteät osat päin ja vinosti taaksepäin, jolloin nämä epäpuhtaudet eivät pääse kulkemaan levyosan 4 läpi akselin suuntaisesti tai poikit-taisesti. Erotetut epäpuhtaudet voiva olla myös oksia ja ; suurehkoja puukappaleita. Pääosa näistä luonnollisesti mukaan tulevista epäpuhtauksista menee kuitenkin lopullisen rejektin mukana.

93374 6

Laitteena oleva kiinteiden osien F poistoaukko 15 on yhteydessä sopivaan laitteeseen (ei esitetty), joka kokoaa ja toimittaa pois suspensiosta erotetut kiinteät osat. Tähän laitteeseen voidaan tuoda nestettä, tavallisesti vettä, jotta saataisiin aikaan laitteen läpi kulkeva pieni nesteen vastavirtaus, niin ettei laite täyty suspensiosta tulevista kuiduista, vaan tulee pääasiassa sisältämään erotettuja, ei-toivottavia kiinteitä osia.

Siilauselin on asennettu renkaan 9 lähelle ja esitetyssä toteutusmuodossa se muodostuu lieriömäisestä korin kaltaisesta siivilälevystä 29, jossa on sopivia aukkoja reikien tai rakojen muodossa hienomman jakeen, ns. akseptin A, siilaamiseksi pois. Siilauslieriö ympäröi akseptitilan 11 sisäosaa pois siilatun akseptin kokoamiseksi, joka aksepti johdetaan siten pois akseptin poistoaukko 16 kautta. Sijoittamalla rengasmainen rako 8 samaan linjaan tilan 10 kanssa varmistetaan suspension tasainen jakautuminen ympäri siilauslieriötä 29.

• (

Siilauslieriön 29 levyosasta 4 poispäin oleva pääty on varustettu laakerirenkaalla 30, joka on ulkopinnallaan yhteydessä vastaavaan laakerirenkaaseen 31, joka on kiinnitetty akseptitilan 11 sulkevaan renkaaseen 12. Siilauslieriö 29 on .järjestetty näin pyörimään toisessa kammiossa 7 akselin 17 pyöriessä, samanaikaisesti kuin levyosa 4 pyörii ensimmäisessä kammiossa 6, koska siilauslieriö 29, levyosa 4 ja akseli 17 (sekä roottori 18 ja kartiomainen osa) muodostavat pyörivän yksikön.

v Lieriömäinen kantorunko 32 on kiinnitetty keskelle rungon • v.

akseptin poistoaukon 16 vieressä sijaitsevaa päätyä 3 ja se ulottuu siilaus lieriöön 29 keskellä akselin suuntaisesti. Kantorungon 32 halkaisija on näin pienempi kuin siilauslieriön halkaisija, niin että niiden väliin muodostuu mainittu akseptitilan 11 sisäosa, jonka akselin suuntainen ulottuvuus on 93374 7 riittävä, niin että se voi toisaalta ottaa vastaan siilauslieriön läpi puristetun akseptin ja toisaalta siihen mahtuu useita kiinteitä pitkänomaisia siipiä 33, jotka on asennettu kiinteästi kantorunkoon 32 ja ulottuvat olennaisesti akselin suuntaisesti sitä pitkin. Vaihtoehtoisesti siivet voidaan asettaa vinoon, esim. kuviossa 1 katkoviivoilla esitetyllä tavalla. Siivet on suunnattu säteen suunnassa niin, että ne muodostavat sopivan pienen etäisyyden siilauslieriön 29 sisäpuoliseen siiviläpintaan, niin että siilauslieriö kulkee pyöriessään koskettamatta liikkumattomien siipien 33 ohi. Esitetyssä toteutusmuodossa kantorungolle 32 on asennettu neljä siipeä 33, mutta lukumäärä voi vaihdella laitteen kapasiteetista, siilausomaisuuksista, jne. riippuen. Kun käytetään vinoon asennettuja siipiä, ne suunnataan sopivasti siten, että ne antavat sopivan syöttövaikutuksen suspensioon, joka ohjautuu tällöin akselin suuntaisesti ulos päätyä 3 kohti siilauslieriön pyöriessä paikallaan pysyvien siipien 33 ympäri.

Laitteessa on edelleen edullisesti syöttöelin 34 ohennusnesteen tuomiseksi toiseen kammioon 7, eli siilauslieriön 29 lajitteluun menenvän massan puolelle, tarkoituksena pestä pois kuituja rejektistä, niin että mahdollisimman vähän ns. hyviä kuituja menee rejektin mukana, ja sen sijaan ne saatetaan kulkemaan siilauslieriön läpi kuten aksepti. Esitetyssä toteutusmuodossa syöttöelimessä 34 on putkiliitäntä, joka menee rungon 1 seinämän läpi ja päättyy rengasmaiseen tilaan 10 lähelle siilauslieriön alavirtaan sijaitsevaa päätyä ja näin ollen etäälle lieriön ylävirtaan renkaan 9 lähelle sijaitsevasta päädystä. Putkiliitäntä on esitetty, ja se asennetaan olennaisesti halkaisijan suhteen keskelle rejektin ·. poistoaukkoa 14. Vaihtoehtoisesti useita putkiliitäntöjä voidaan jaotella ympäri siilauslieriön lajitteluun menevän massan puolta.

Keksinnön mukaista laitetta voidaan siis kuvailla 93374 8 monitoiminnalliseksirakenneyksiköksi, koska yhdessä ja samassa rungossa ja samalla käyttölähteellä ja käyttöakselilla voidaan suorittaa sekä keskeytymätöntä epäpuhtauksien erotusta että sitä välittömästi seuraavaa keskeytymätöntä suspension jaottelua vähintään yhteen akseptivirtaan ja yhteen rej ektivirtaan.

Se suspensio I, joka paineen alaisena virtaa laitteeseen, pakotetaan ulospäin rengasmaisen raon 8 suuntaan kulkeakseen sen läpi, jolloin lajitteluun menevän massan tuloaukon 13 poikkileikkauspinta on olennaisesti suurempi kuin rengasmaisen raon 8 poikkileikkauspinta, niin että suspensio pakotetaan kiihtymään suurempaan nopeuteen, kun se samanaikaisesti fluidisoidaan, mikä on erityisen tärkeää, jos kuitumassa on keskiväkevää. Levyosan 4 pyöriessä raon 8 edessä tulevat levyosan hampaat 24 nimittäin saamaan aikaan hiertovoimia suspensiossa, niin että suspensio muuttuu juoksevaksi, toisin sanoen helposti juoksevaan muotoon. Koska levyosa 4 sijaitsee lähellä rengasmaista rakoa 8, suspensio tulee toiseen kammioon ** 7 juoksevassa muodossa. Myös ne hiertovoimat, joille aksepti siilauslieriön pyöriessä altistetaan siipien 33 ja siilauslieriön 5 välissä ovat arvokkaita fluidisoivan tilan ylläpitämisessä, niin että aksepti voidaan syöttää helpommin eteenpäin siilauslieriöltä.

Siilauslieriön 5 pyöriessä siivet 33 saavat suspensiossa aikaan painesykähdyksiä, joilla painesykähdyksillä on paitsi fluidisoiva vaikutus myös siilauslieriötä puhdistava vaikutus, niin että siilauslieriön aukot pysyvät puhtaina. Käytön aikana laite on aivan täynnä massasuspensiota, joka paineen alaisena virtaa kahden kammion läpi.

Keksinnön mukaisen monitoiminnallisen laitteen muita olennaisia etuja on, että käytön vaatima tehon tarve pienenee olennaisesti, koska siilauslieriöllä ja hampailla varustetulla 95374 9 levyosalla on yhteinen käyttölaite. Lisäksi yhdessä paikallaan pysyvien siipien kanssa toimivan pyörivän siilauslieriön tehon tarve tulee pienemmäksi kuin yhdessä siivillä varustetun roottorin kanssa toimivan paikallaan pysyvän siilauslieriön tehon tarve. Edelleen asentaminen yksinkertaistuu ja prosessilaitoksessa säästyy tilaa. Ohjauksen ja säätelyn samoin kuin verojärjestelmän vaatimat varusteet vähenevät samoin merkittävässä määrin. Nämä parannukset merkitsevät vuorostaan huomattavia vähennyksiä käyttö-, asennus- ja materiaali-kustannuksissa .

Koska siilaus tapahtuu ulkoa sisään pyörivän siilauslieriön ja sen kanssa yhdessä toimivien siipien avulla siilauslieriön sisällä, estyy että nopeasti pyörivät siivet löisivät rikki jäljelle jääneitä oksia. Näin rejekti saa paremman laadun.

Laite soveltuu erityisen hyvin asennettavaksi suljettuun painejärjestelmään, esim. jatkuvatoimisesta selluloosan keittokatttilasta tulevaan puhallus johtoon erottamaan hiukkaset, jotka voivat vahingoittaa seuraavia prosessilaitteita, jolloin saatu hienojae tai akseptivirta voidaan johtaa esimerkiksi happivalkaisuun. Laite voidaan näin ollen suunnitella käytettäväksi millä tahansa tavallisesti esiintyvällä ylipaineella. Hammaslevyosaa ja siilauslieriötä kannattavan akselin edullinen nopeus on 1500 r /min, kun kyseessä on keskiväkevä massa.

Claims (7)

1. Laite kuitupitoisen selluloosamassan suspension jakamiseksi useaan osaan suljetussa tuloaukoilla ja poistoaukoilla varustetussa rungossa (1), joka on jaettu kahteen kammioon (6, 7), jotka kumpikin on varustettu tuloaukoilla ja poistoaukoilla, johon ensimmäiseen kammioon (6) on asennettu pyörivä erotuselin (4) erottamaan ei-toivottavia osia suspensiosta poistoaukon (15) kautta, jolloin ensimmäisen kammion (6) ja toisen kammion (7) välille on järjestetty aukko (8) olennaisesti ei-toivotta-vista osista puhdistetun suspension siirtämistä varten, ja johon toiseen kammioon (7) on asennettu lieriön muotoinen sii-lauselin (5), joka on liitetty ensimmäisessä kammiossa (6) olevaan erotuselimeen (4) niin, että yhteinen akseli (17) käyttää erotuselintä (4) ja siilauselintä (5), sekä siivillä (33) varustettu kanto-osa (32), jonka kanssa siilauselin (5) toimii yhdessä suspension jakamiseksi eri jakeisiin (A, R), jotka poistuvat toisesta kammiosta (7) kukin oman poistoaukkonsa (16, 14) kautta, minkä lisäksi toinen kammio (7) on jaettu rengasmaiseen tilaan (10), joka ympäröi siilauselintä (5), ja akseptitilaan (11), jossa on sisäpuolinen, siilauselimen rajoittama osa, jolloin aukko (8) kahden kammion (6, 7) välissä on järjestetty linjaan mainitun tilan (10) kanssa, tunnettu siitä, että erotuselin (4) käsittää suurella nopeudella pyörivän levyosan, jossa on olennaisesti säteen suuntaisesti suunnatut hampaat (24), hammastukset tai vastaavat, jotka on sivusuunnassa kohdistettu mainitun aukon (8) kanssa, jolloin pois-toaukko (15) ei-toivottavia osia (P) varten, jotka osat mainitut hampaat (24) erottavat suspensiosta levyosan (4) pyöriessä, sijaitsevat levyosan (4) tasossa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kahden kammion (6, 7) välillä oleva mainittu aukko muodostuu rengasmaisesta raosta (8). 93374 11

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että rengasmaista rakoa (8) rajoittaa säteen suunnassa ulospäin rengas (9), joka erottaa kaksi kammiota (6, 7) toisistaan, ja säteen suunnassa sisäänpäin siilauselimen (5) vastaava päätyosa tai pyöreä levy (23), joka on asennettu erotuselimen (4) ja siilauselimen (5) väliin.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, etä rengasmaisen raon (8) poikkileikkauspinta on olennaisesti pienempi kuin ensimmäiseen kammioon (6) tulevan tulo-aukon (13) poikkileikkauspinta.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että rengasmaisen raon (8) säteen suuntainen ulottuvuus on pienempi kuin hampaiden (24) jne. säteen suuntainen ulottuvuus, jolloin rengasmainen rako (8) sijaitsee samankeski-sesti hampaiden (24) säteen suuntaisen ulottuvuuden sisäpuolella, jotta hampaat ja niiden välitilat (25) peittävät raon kokonaan aksiaalisuunnassa.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäisen kammion tuloaukko (13) on asennettu säteen suuntaisesti tai tangentiaalisesti ja siirretty aksiaalisesti hampailla varustettuun levyosaan (4) nähden.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että se on varustettu syöttöelimellä (34) ohennusnesteen syöttämiseksi siilauselimen (5) lajitteluun menevän massan puolelle. 12 93374