FI94030C - Laite etenkin tahnojen ja pastojen käsittelemiseksi - Google Patents

Description

94030

Lait· «tankin tahnojen ja pastojen käsittelemiseksi

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon 5 mukaista laitetta etenkin tahnojen ja pastojen käsittelemi seksi, edullisesti niiden sekoittamiseksi ja/tai jauhamiseksi.

Tällainen laite käsittää yleensä runkoon sovitetun rummun, 10 jonka sisään oleellisesti sen keskiakselin suuntaisesti on laakeroitu ainakin kaksi samankeskistä, törmäysestein varustettua pyöritettävää kehää, joista ainakin yksi on sovitettu pyörimään vastakkaiseen suuntaan toiseen kehään (toisiin kehiin) nähden. Laitteessa on edelleen pyöritettävien kehien 15 käyttöelimet, jotka on yhdistetty voimanlähteisiin, sekä käsiteltävän aineen syöttö- ja poistoelimet.

Materiaalin käsittelyyn käytetään erilaisia laitteita sen mukaan, mikä on käsiteltävän materiaalin olomuodon kovuus, mikä 20 on materiaalin viskositeetti, hiukkaskoko jne. Kuivia pulve reita tai selvästi nestemäisiä seoksia on tunnetusti helppo sekoittaa ja/tai jauhaa. Seokset, joita kutsutaan tahnoiksi, pastoiksi jne., ovat sensijaan hankalasti sekoitettavissa, koska niiden viskositeetti ja sisäinen koheesio eli koossa-25 pysyvyys on korkea. Tyypillinen sekoitin tällaisille aineille on kaksois-Z-sekoitin, jossa kaksi Z-muotoista sekoitinelintä pyörii vastakkaiseen suuntaan. Eräs sovellutus on ns. Nauta-mixer, jossa kartiomaisessa astiassa pyörii laitoja pitkin sekoitinruuvi. Ruuvisekoittimissa sekoitusnopeus on pieni ja 30 materiaalin suuren viskositeetin vuoksi ovat suuret sekoitus- voimat kyseessä. Tällaisella sekoituksella aikaansaatu efekti ei ole kuitenkaan missään suhteessa massan johdettuun tehoon, : joka muuttuu lähes kaikki lämmöksi.

35 Tunnetaan myös suuri joukko jauhimia, joilla voidaan jauhaa sekä kuivia että nestemäisiä materiaaleja. Tyypillisesti näistä jauhimista poistetaan materiaali luokittimen kautta, jolloin materiaalin on oltava kuiva jauhe tai toisaalta neste, jossa kiintoainepitoisuus on suhteellisen alhainen.

2 94030

Hammastahnoja ja muita pastoja sekoitetaan edellisten lisäksi myös myllyssä, jossa on eri suuntaan pyörivät törmäysestein varustetut kehät (ns. tappimylly tai tappijauhin) ja jota käytetään myös laajalti mm. viljan ja mäskin sekä erilaisten 5 rehujen jauhamiseen ja sekoittamiseen. Tappijauhimessa käsi teltävä materiaali sinkoutuu törmäysesteestä toiseen, kunnes materiaali noin 0,01 - 0,1 sekunnin viipymäajan jälkeen poistuu laitteesta.

10 Tunnettuun tekniikkaan liittyy useita epäkohtia. Niinpä kuva tunlaisissa myllyissä ja sekoittimissa on ongelmana mm. käsitellyn materiaalin poistaminen. Ongelma on suurimmillaan silloin, kun käsiteltävä materiaali on pastaa, kittiä tai vastaavaa kiintoaineen ja nesteen sekoitusta, jossa kiintoaineen 15 osuus on yli puolet massamäärästä tai jossa nesteen viskosi teetti on korkea. Vaikka lukuisissa tappijauhinpatenteissa kuvaillaan erilaisia materiaalin poistojärjestelyjä, niissä ei kuitenkaan ole puututtu kittimäisten materiaalien käsittelyyn liittyviin vaikeuksiin. Useimmissa tapauksissa kuvail-20 laan, että tuote poistetaan kartiomaisen pohjan keskeltä.

Niinpä DD-patenttijulkaisussa 136579 on esitetty ratkaisu, jossa materiaali putoaa itsestään kehän pystysuorilta pinnoilta pohjalle, josta se kuljetetaan edelleen.

25 Eestiläisen Desintegrator-yhtymän laitteessa on tahnamaiset aineet poistettu laitteen ympärillä kulkevan hihnakuljettimen avulla. Ongelmaksi on muodostunut sanotulta materiaalihihnal-ta sivuun lentänyt materiaali, joka joutuu hihnan ohjaimille ja hihnalle lentänyt materiaali kuluttaa hihnaa.

30 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniik-: kaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan sellainen uusi laite etenkin tahnojen ja pastojen käsittelemiseksi, josta käsitelty materiaali on helposti poistettavissa. Keksinnön tarkoi-35 tuksena on myös saada aikaan laite, jonka avulla ilma saadaan poistetuksi viskoottisista materiaalista jauhamisen ja/tai sekoittamisen jälkeen.

* 3 94030

Keksinnössä käytetään laitetta, jolla on johdannossa mainittu rakenne. Laitteessa on siten vastakkaisiin suuntiin pyörivät samankeskiset kehät, joilta käsiteltävä materiaali keskipakovoiman vaikutuksesta sinkoutuu ulos kehiä ympäröivän rummun 5 sisäpintaan (tappijauhin). Keksintö perustuu siihen ajatuk seen, että ainakin yksi laitteen roottoreista eli jauhatuske-histä on varustettu poistosiivillä, jotka pyörivät roottorin mukana. Poistosiivet on sovitettu vaakatasosta oleellisesti poikkeavaan asentoon ja niiden ulkoreunat sijaitsevat lähellä 10 rummun sisävaippaa ja ovat tätä kohti suunnattuja. Poistosii- pien tasalle rummun seinämään on muodostettu poistoaukko, jonka jatkeeksi on kiinnitetty poistoputki. Roottorin pyöriessä sisävaippaan sinkoutunut materiaali kaapiutuu tällöin poistosiipien eteen ja poistuu poistoputken kautta.

15 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle laitteelle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

20 Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan poistosiivet ovat olennaisesti roottorikehien säteen suuntaiset. Siipiä on sopivimmin kaksi tai useampia. Keksinnön mukainen laite toimii periaatteessa myös yhdellä poistosiivellä, kunhan kehä saadaan tasapainotetuksi. Siivet sovitetaan edullisesti root- 25 torikehälle, jolla on halkaisijaltaan pidennetty aluslaatta.

Yllä mainittu poistoputki on sopivimmin asennettu rummun ulkovaipan tangentin suuntaiseksi. Poistoaukkoja ja poisto-putkia voi olla useampiakin.

30 Erään sovellutusmuodon mukaan poistosiivet ovat kehän pyöri missuunnassa kuperat. Vaihtoehtoisesti ne voivat myös olla : ‘ oleellisesti tasomaiset. Sopivimmin ne ovat kuitenkin aina oleellisesti pystysuorassa asennossa.

35 Keksinnön mukaisessa laitteessa jokaisen poistosiiven ulko reunan ja rummun sisävaipan välille jää välys, joka edullisesti on suurempi kuin suurimman hiukkasen partikkelikoko 4 94030 kiinnileikkaamisen ja turhan kulumisen välttämiseksi.

Kun keksinnön mukaista laitetta käytetään, kaikki materiaali, joka paiskautuu kuorivaipalle, kaapiutuu poistosiipien eteen 5 ja poistuu vaipassa olevasta aukosta jopa niin, että sillä on melkoinen radiaalinen nopeus roottorin tehon mukaan.

Rakenteen etuna on se, että kuorivaippa ei juuri kulu, kun siinä oleva vakituinen materiaalikerros suojaa vaippaa. Lait-10 teeseen ei tuotteen poiston vuoksi ole konstruoitu yhtään ylimääräistä liikkuvaa osaa ja vain poistosiipien ulkoreuna kuluu silloin kun poistosiivet ovat säteen suuntaiset.

Massan saama ominaisimpulssi voidaan keksinnön mukaisessa 15 laitteessa saada erittäin suureksi. Suuri teho kohdistetaan näet pieneen materiaalimäärään kerralla. Näin saadaan rikotuksi solurakenteita ja materiaalin pintaa sekä saadaan aikaan intiimi kontakti pastassa olevien eri ainesten välillä, saadaan pigmenttikasautumia rikotuiksi jne.

20

Todettakoon, että keksinnön mukaisen laitteen toiminnalle on edellytyksenä se, että roottorit pyörivät niin nopeasti, ettei laite täyty ja että keskipakovoima ylittää selvästi viskoosi- ja adheesiovoimat, jota sekoitettavalla materiaa-25 lilla on laitteen seinämiä kohtaan. Koon mukaan tällaiset kaksi- tai moniroottorisekoittajat pyörivät tyypillisesti kierrosnopeuksilla 15 - 100 kierrosta/sekunti, jolloin pyörimisliikkeen nopeus riittää pitämään laitteen siten toiminnassa, että käyttösisältö on jatkuvasti pieni. Laite toimii 30 sekoitettavan ja/tai jauhettavan materiaalin suhteen epäjat kuvassa vaiheessa, eli laitteen tilavuudesta vain osa on • · : materiaalin täyttämää.

Kuten edellä mainittiin on epäjatkuvan vaiheen sekoituksessa 35 aina potentiaalisena ongelmana ilman tai ympäröivän kaasun sekoittuminen massaan. Keksinnön mukaisessa laitteessa voidaan tämä ilmiö haluttaessa välttää saattamalla käsiteltävä 5 94030 materiaali törmäämään suurehkolla nopeudella vastaanot-toseinämään, jolloin ilma poistuu uudelleen massasta. Laitteella päästään vastaavanlaiseen lopputulokseen kuin esim. betonia täryttämällä.

5

Keksinnön edullisessa sovellutusmuodossa tappimyllystä poistuvassa massassa tai pastassa vielä olevan ilman poistamiseksi materiaali kuljetetaan sellaisen ruuvikuljettimen läpi, jossa on helix-ruuvi (eli spiraalin muotoinen sekoitusruuvi, 10 avoruuvi). Rakenteensa vuoksi helix-ruuvi sekoittaa massaa huonolla hyötysuhteella, minkä yllättäen on todettu olevan edullista ilman poiston kannalta. Niinpä tässä sovellutus-muodossa ruuvikuljettimen helix-ruuvin jatkuvan sekoituksen aikana on mahdollista poistaa ilmaa ruuvin avoimen keskiosan 15 kautta. Ilman poiston tehokkuutta voidaan vielä parantaa korottamalla massan tai pastan lämpötilaa tai saattamalla se alipaineen alaiseksi ruuvisekoittimessa. Viimeksi mainittuun tarkoitukseen voidaan käyttää mitä tahansa tavanomaista tyh-jöpumppua, jolloin ruuvikuljettimen (ja jauhinyksikön) edul-20 linen paine on noin 0,01...0,5 bar, etenkin noin 0,05... 0,15 bar, esim. noin 0,1 bar.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan liitteenä olevan piirustuksen avulla. Kuvio 1 esittää keksinnön 25 mukaisen laitteen sivukuvannon läpileikkauksena ja kuvio 2 laitteen yläkuvannon.

Kuvio 3 esittää osittain halkileikattuna yläkuvantona keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaisen laitteen, joka on 30 varustettu poistettavan materiaalin käsittelyyn tarkoitetulla ruuvikuljettimellä.

• *

Keksinnön mukainen tappijauhin käsittää teräsrakenteisen, so-pivimmin suorakulmion muotoisen runkokehikkorakenteen 1, 35 jonka kulmissa on jalat, joiden varaan runko on sijoitettu alustan päälle. Runkokehikon 1 toiseen päätyyn on kiinteästi asennettu (ei-esitetty) moottoripeti, joka kannattaa kahta 6 94030 sähkökäyttöistä moottoria, jotka on kiinnitetty moottoripe-tiin siten, että niiden akselit ovat pystysuorassa asennossa. Runkokehikkoon 1 on asennettu jauhinosa 2, joka käsittää matalahkon mutta leveän rummun 3. Rummun 3 yläpintaan muodos-5 tetun syöttöaukon kohdalle on sijoitettu käsiteltävän aineen syöttösuppilo 4, joka voi olla rummun 3 yläpintaan kiinnitetty tai erikseen kiinteästi asennettu.

Rummun 3 sisään on laakeroitu kaksi jauhatuskehästöä 5 ja 6, 10 joiden pyörivät tasomaiset kehälevyt on varustettu kehien pyörimissuuntaan nähden kohtisuorilla tapeilla 7. Jauhatuske-hästöt 5 ja 6 on laakeroitu samankeskisestä samalle akselille. Jauhatuskehien 5 ja 6 pyörittämiseksi ne on yhdistetty ei-esitettyjen kiilahihnojen ja käyttöakselin ja -pyörän 8 15 välityksellä edellä mainittujen moottoreiden käyttöakseleihin siten, että kehästöt 5 ja 6 ovat pyöritettävissä vastakkaisiin suuntiin.

Rummun 3 sivuun on järjestetty oleellisesti vaakasuora pois-20 toputki 9, joka on kiinnitetty rumpuun 3 muodostettuun auk koon. Kuten kuviosta 2 käy ilmi on poistoputki rummun 3 ulkovaipan tangentin suuntainen.

Alemman jauhatuskehän 6 alalevyn halkaisija on ainakin jonkin 25 verran yläjauhatuskehälevyn 5 halkaisijaa suurempi. Alalevyn 6 jatketulle liepeelle on sovitettu alalevyn mukana pyörivät poistosiivet 10, jotka on asennettu oleellisesti pystysuoraan asentoon. Suoritusesimerkin mukaisessa tapauksessa poistosiivet 10 on valmistettu metallista, mutta ne voivat myös olla 30 keraamista ainetta taikka jopa kovakumia. Poistosiivet 10 jatkuvat jonkin verran alakehälevyn 6 alapuolelle. Tällä • 1 : ratkaisulla on haluttu varmistaa se, että myös vaipan sisä pinnalla oleva aines, joka painovoiman vaikutuksesta on ehtinyt valua jonkin verran, saadaan kaavituksi.

35

Halkaisijaltaan rumpu 3 ja jauhatuskehä 6 on valittu siten, . että rummun 3 pystysuoran sisäpinnan ja uloimman jauhatuske- 7 94030 hän ulkoreunan väliin jää ainakin suurimman hiukkasten par-tikkelikoon suuruinen välys.

Kuvioiden mukaisessa sovellutusmuodossa siipi 10 on oleelli-5 sesti tasomainen. Siiven tason suuntainen akseli on rummun 3 säteen suuntainen.

Vaihtoehtoisesti siipi 10 voidaan muotoilla pyörimissuuntaa vasten koveraksi, jolloin se muodoltaan ja funktioltaan aina-10 kin likimain vastaa esim. lumiauton auraa.

Keksinnön mukainen tappijauhin toimii seuraavasti: Jauhatus-kehästöjä 5 ja 6 pyöritetään sähkömoottoreiden avulla eri suuntiin. Jauhettava materiaali syötetään suppilon 4 kautta, 15 jolloin aines osuu pyörivään pohjalevyyn ja sinkoutuu siitä keskipakovoiman vaikutuksesta ulospäin kunnes se kohtaa ensimmäisen törmäysesteen 7. Tästä törmäysesteestä aines sinkoutuu seuraavaan törmäysesteeseen ja siitä yhä seuraavaan kunnes törmäysten vaikutuksesta jauhautunut aines osuu rummun 20 3 sisävaippaan. Kaikki materiaali, joka on paiskautunut vai palle kaapiutuu poistosiipien 10 eteen ja poistuu vaipassa olevasta aukosta ja poistoputkesta 9. Poistosiipien 9 vaikutuksesta kaavittu aines saa radiaalisen nopeuden, jonka suuruus riippuu jauhatuskehästön 6 kierrosluvusta.

25 * Kuviossa 3 on esitetty osittain halkileikattuna yläkuvantona keksinnön mukainen laite, jolla on edellisestä hieman poikkeava rakenne. Niinpä jauhatusyksikkö käsittää rummun 11, jonka sisään on sovitettu kolme jauhatuskehää 12, 13, 14, 30 joissa on törmäysesteet. Alimman jauhatuskehän 14 aluslevylle on sovitettu kaksi poistosiipeä 16, 17. Kehien pyörimissuun-•V nat on ilmoitettu nuolilla.

Kuvion 3 mukaisessa sovellutusmuodossa tappijauhinyksikköön 35 on vielä liitetty ruuvikuljetin 18. Ruuvikuljetin 18 koostuu avoruuvista (helix-ruuvista) 19, joka on laakeroitu kuulalaa-kereiden 20 avulla avoimen vaipan 21 sisään ja yhdistetty 8 94030 voimansiirtolaitteen 22 avulla sähkömoottoriin 23 sen pyörittämiseksi pituusakselinsa ympäri. Vaipan seinämään 21, lähelle helix-ruuvin 19 tyveä, on muodostettu (ei-esitetty) aukko, joka voidaan yhdistää tyhjöpumppuun. Vaippa 21 on vas-5 takkaisesta päästään kapeneva ja yhdistetty putkeen 24, joka puolestaan voi olla yhdistetty johonkin sopivaan laitteeseen, esim. betonimyllyyn, joka on tarkoitettu materiaalin jatkokäsittelyä varten.

10 Kuten kuviosta näkyy, ruuvikuljettimen 18 vaippa 21 on yhdis tetty rummun seinämässä olevaan poistoaukkoon 25. Tässä so-vellutusmuodossa aukko kattaa yli 90 ° rummun 11 kehästä ja on siten laajempi kuin kuviossa 2 esitetty aukko 9.

15 Sovellutusmuodon mukaisen laitteen toiminta on myös esitetty kuviossa 3. Tappijauhinyksikkö toimii periaatteessa samalla tavalla kuin yllä kuvattu laite. Kohdatessaan jauhatuskehien 12, 13 ja 14 törmäysesteet 15 jauhatusyksikköön syötetty materiaali jauhautuu ja sekoittuu. Se keräytyy sitten rummun 20 seinämän sisäpintaan, kuten kuviossa sisäpintaan merkityillä vaihtelevan levyisillä tummilla raidoilla on esitetty. Kun materiaalia kaavitaan seinämästä toisella poistosiivellä 16, se vaivautuu ja sekoittuu liikkuvan siiven edessä ja tulee asteittain yhä homogeenisemmaksi. Ainakin osa materiaaliin 25 sisältyvästä ilmasta vapautuu myös vaivauksen aikana. Materi- * aali poistetaan sitten seinämässä olevan aukkon 25 kautta ja poistosiipien 16 antaman säteittäisen nopeuden vaikutuksesta se jatkaa tangentiaalisessa liikkeessä, kunnes se törmää helix-ruuviin 19 ja vaipan 21 toiseen seinämään. Ruuvi 19 30 kuljettaa putken 24 kautta sekoitetun ja jauhetun materiaalin eteenpäin mahdollisesti tarvittavaa jatkokäsittelyä varten.

> •

Helix-ruuvi kuljettaa massaa eteenpäin kohtalaisen huonolla hyötysuhteella; ruuvilta kuluu useita kierroksia massan siir-35 tämiseksi eteenpäin yhtä ruuvin kierrosta vastaavan matkan verran. Toisaalta samanaikaisesti hitaan kuljetusliikkeen kanssa massaa vaivautuu ja sekoittuu, mikä tehostaa ilman 9 94030 poistoa materiaalista. Ruuvikuljettimesta vapautuva ilma johdetaan ulos vaipasta 21 helix-ruuvin 19 keskiosasta yllä mainitun aukon kautta. Jauhatusyksikössä ja ruuvikuljettimes-sa tapahtuvan ilmanpoiston tehostamiseksi aukko on yhdistetty 5 tyhjöpumppuun, joka alentaan laitteen sisäisen paineen noin arvoon 0,01...0,5 bar, esim. noin 0,1 bar, ja pumppaa vapautuneen ilman ulos.

f ·

Claims (9)

10 94030

1. Laite etenkin tahna» ja pastamaisten aineiden käsittelemiseksi, joka laite käsittää 5. rungon (1), - runkoon sovitetun rummun (3; 11), - rummun (3; 11) sisään, oleellisesti sen keskiakselin suuntaisesti laakeroidut vähintään kaksi samankeskistä pyöritettävää kehää (5, 6; 12, 13, 14), jotka on varus- 10 tettu törmäysesteillä (7; 15) ja joista ainakin yksi (5; 13. on sovitettu pyörimään vastakkaiseen suuntaan toiseen kehään (6; 12, 14) (toisiin kehiin) nähden, - voimanlähteisiin yhdistetyt pyöritettävien kehien (5, 6; 12, 13, 14) käyttöelimet (8) sekä 15. rumpuun yhdistetyt käsiteltävän aineen syöttöelimet (4) ja käsitellyn aineen poistoelimet (9, 10; 16, 18), tunnettu siitä, että käsitellyn aineen poistoelimet käsittävät - ainakin yhden kehän (6; 14) ulkoreunaan sovitetut pois- 20 tosiivet (10; 16), jotka on asennettu vaakatasosta oleellisesti poikkeavaan asentoon ja joiden ulkoreunat sijaitsevat lähellä rummun (3; 11) sisävaippaa ja ovat tätä kohti suunnattuja, - poistosiipien (10; 16) tasalle rummun (3; 11) seinämään '25 muodostetun aukon kohdalle sovitetun poistoputken (9; 18), joka on kiinnitetty rummun (3; 11) ulkovaippaan ja jossa on helix-ruuvilla (19) varustettu ruuvikuljetin, jolloin kehän (6; 14) pyöriessä sisävaippaan keräytynyt materiaali kaapiutuu poistosiipien (10; 16) eteen ja poistuu 30 poistoputken (9; 18) kautta ja jolloin materiaaliin kohdistuu poistoputkessa helix-ruuvin aikaansaama ilmanpoistoa edistävä vaivaava vaikutus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu 35 siitä, että poistosiivet (10; 16) ovat olennaisesti kehien (5, 6; 12, 13, 14) säteen suuntaiset. 11 94030

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että poistosiivet (10; 16) ovat kehän (6; 14) pyörimissuunnassa kuperat.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet- t u siitä, että poistosiivet (10; 16) ovat oleellisesti tasomaiset.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, 10 tunnettu siitä, että poistosiivet (10; 16) ovat oleellisesti pystysuorassa asennossa.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että poistosiivet (10; 16) on kiinni- 15 tetty halkaisijaltaan pidennetyn jauhatuskehälevyn (6; 14) ulkoreunaan.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että poistosiivet (10; 16) on kiinni- 20 tetty alemman jauhatuskehän (6; 14) levyyn siten, että ne osittain ulottuvat levyn alapinnan alapuolelle.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistosiipien (10; 16) ulkoreu- 25 nan ja rummun (3; 11) sisävaipan välinen välys on edullisesti ; suurempi kuin suurimman hiukkasen partikkelikoko.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, t u n n e t t u siitä, että poistoputki (9) on rummun (3) ulkovai- 30 pan tangentin suuntainen. 94030 12