FI76139C - Foerfarande och anordning foer kvistseparering. - Google Patents

Description

761 39

Menetelmä ja laite oksanerotukseen - Förfarande och anordning för kvistseparering

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite oksanerotukseen. Erityisesti menetelmä ja laite on tarkoitettu sovellettavaksi oksien erotukseen sakeasta massasta.

Ennalta tunnetaan monia erityyppisiä oksanerottimia. Ufi-patenttijulkaisussa 3,947,314 käsitellään laitetta, joka koostuu ulkovaipasta, sen sisäpuolisesta putkimaisesta seula-vaipasta, seulavaipan sisällä pyörivästä ruuvikuljettimesta sekä seulavaipan alapäässä olevasta massan syöttöyhteestä., ulkovaipan alapäässä olevasta akseptin poistoyhteestä ja seulavaipan yläpäässä olevasta poistoyhteestä ja seulavaipan yläpäässä olevasta rejektin poistosta. Koko laitteisto on edullisesti kallistettu hieman pystytasosta. Laite toimii siten, että oksia tai muita suurehkoja puunpalasia sisältävä massa syötetään seulavaipan alapäähän ruuvikuljettimen nostettavaksi. Ruuvikuljettimen nostaessa massaa hienot kuidut menevät seulavaipan reikien tai rakojen läpi ia poistuvat ulkovaipan alapään akseptiyhteen kautta. Karkeampi materiaali, joka ei mahdu seulavaipan aukkojen läpi, nousee seulavaipan yläpäähän ja putoaa sieltä, rejektinpoistokouruun.

Toisena tekniikan tason mukaisena laitteena esitetään SE-kuu-lutusjulkaisussa 316363 ratkaisu, jossa olennaisesti sylinte-rimäisen vaipan sisälle on järjestetty hieman kartiokas, alaspäin levenevä pyörivä sihtirumpu. Sihtirummun sisäpuolelle on järjestetty lähelle rummun pintaa ulottuvia kiinteitä liikkumattomia pulsaatioelimiä, joilla pyritään varmistamaan rummun aukkojen aukipysyminen. Massa syötetään ulkovaipan yläpäässä sijaitsevaan rengasmaiseen kanavaan tangentiaaiisesti, josta kanavasta massa virtaa sihtirummun akselin suuntaan ulkovaippaan järjestettyä vaakasuuntaista levyä pitkin. Mainitun levyn keskiosassa on reikä, josta 2 761 39 massa putoaa pyörivän sihtirummun päätykännelie, jossa on radiaalisia ripoja, joilla massalle annetaan alustava kiertoliike. Kannelta massa sinkoutuu keskipakovoiman vaikutuksesta sihtirummun ja ulkovaipan väliseen alaspäin kapenevaan rakoon. Hieno aines menee sihtirummun läpi akseptipuolelle ja poistuu laitteen alapuoliseen kanavaan. Ulkovaipan ja sihtirummun väliin jäänyt materiaali, rejekti, poistuu lopulta ulkovaipan alareunan rengasmaiseen kanavaan, josta rejekti poistuu tangentiaaliseen poistoputkeen.

Kolmantena rakenteena esitetään US-patenttijulkaisun 4,441,999 mukainen laite, joka koostuu sylinterimSisestä ulkovaipasta ja sihtirummusta, joka on pyörivä. Sihtirummun sisäpuolella on yksi tai useampia kiinteitä pyörimättömiä siipi". Kassa syötetään sihtirummun ja ulkovaipan väliin tangentiaalisesti, mutta vastakkaissuuntaisesti rummun pyörimissuuntaan nähden. Aksepti poistetaan sihtirummun sisäpuolelta rummun päädystä ja rejekti tangentiaalisesti, mutta rummun pyörimissuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan. Rakenteeseen kuuluu lisäksi, että sihtirumpu koostuu aukoista, jotka avautuvat rummun sisälle päin, ja välikappaleista, jotka periaatteessa muodostuvat radiaalisista varsiosista ja rummulle tulevan massavir-ran myötäsuuntaan taivutetuista osista, jotka kohdistavat massaan painepulsseja, joilla pyritään pitämään sihtirummun aukot avoimina. Erityisen hyvin tämän julkaisun mukaisen laitteen todettiin toimivan paperikonekierroissa, joissa sillä kyettiin poistamaan jatkoprosessille haitalliset paineheilah-telut.

Kahdelle jälkimmäiselle laitteelle on ominaista, että niillä päästään sakeusalueelle 4 - € %, kun taas ensimmäisen esimerkin mukainen ratkaisu toimii vain noin 1,5 - 2 %:n sakeudessa. Sihtipinnan aukkojen tukkeutuminen asettaa rajan toiminnalle kaikilla laitteilla. Kuitenkin massankäsittelyssä pyritään jatkuvasti suurempiin sakeuksiin, koska on kaikinpuolin 3 76139 edullisempaa pyrkii* käsittelemään massaa eri vaiheissa samassa sakeudessa ilman saostuksia ja laimennuksia. Mikäli massan käsittelysakeutta pystytään nostamaan, saavutetaan säästöjä sekä laite- että siirtokustannuksissa että myös huomattavassa määrin energiankuluksessa.

Esitetyltä pohjalta lähtien on kehitetty parannettu menetelmä ja laite oksanerotukseen, jolla päästään ns. KC-sakeuden ala-alueelle (6 - 8 %) sekä pienennetään huomattavasti energiankulutusta. Käyttökelpoisen sakeusalueer nosto on aikaansaatu sihtiprofiiIin oikealla mitoituksella ja muotoilulla, sekä rummun pyörimisnopeuden ia massan syöttönopeuden optimoinnilla toistensa suhteen. Lisäksi itse oksanerottimen. energiankulutusta on voitu pienentää oleellisesti US-julkausun 4,441,999 laitteeseen nähden. Tämä on pääasiassa aikaansaatu vaihtamalla sihti rummun pyörintäsuunta samaksi massan syöttö-suunnan kanssa. Keksinnön mukaisen oksasihdin enerciankulu-t.uksen on mitoitettu suoritetuissa testeissä olleen enimmillään 0,6 kWh/massatonni. Edelleen pyörimissuunnan muuttaminen on merkittävästi pienentänyt sihtirummun kulutusta.

Vielä eräänä keksinnön mukaisen laitteen etuna on rejektin poiston helpottuminen verrattuna U£-patertin 4,441,999 mukaiseen ratkaisuun, koska keksinnön mukaisessa laitteessa rejekti poistetaan sihtirummun pyörimissuuntaan. Tämän pumppaava vaikutus yhdessä rejektiin poistovaiheersa johdettavan laimenrusveden kanssa helpottaa huomattavasti rejektimäärän säätöä. Siten suuremmillakin sakeuksilla voidaan keksinnön mukaisella sihdillä pitää rejektisuhde välillä 2 - 10 %.

Keksintömme mukaiselle menetelmälle on mm. tunnusmerkillistä, että kuitususpensio syötetään tangentiaalisesti seularummun pyörintäsuuntaar. ja rejekti poistetaan tangentiaalisesti seularummun pyörintäsuuntaan.

761 39 4

Keksintömme mukaiselle laitteelle on puolestaan tunnusmerkillistä että, rummun pyörintäsuunta on sama kuin massan syöttö-suunta yhteestä, rejektin poistosuunta yhteestä on sama kuin rummun pyörintäsuunta ja että rumpu on profiloitu siten, että rummun ulkopinnalla aukkojen välissä on harjanteita.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta kaavamaisena osittain leikattuna sivuttaiskuvantona, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista laitetta osittain leikattuna päätykuvantona, kuvio 3 esittää erään edullisen suoritusmuodon mukaista sihtiprofiilia oikaistuna ja leikattuna sivuttaiskuvantona, ja kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaista sihtiprofiilia päälikuvan-tona.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetty keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen oksanerotin muodostuu olennaisesti sylinteri -mäisestä ulkovaipasta 1, jossa on massan tuloyhde 2, akseptin poistoyhde 3 ja rejektin poistoyhde 4, sihtirummusta 5 ja sihtirummun 5 sisäpuolisesta lähelle sihtirummun pintaa ulottuvasta paikallaan pysyvästä yhdestä tai useammasta siivestä 6. Sihtirumpu 5 on kiinnitetty elimillä 12 akselille 7, jota käytetään esimerkiksi hihnavedolla (ei esitetty). Sihtirummun 5 ja ulkovaipan 1 välinen tila 8 on muodoltaan rengasmainen ja tiivistetty päädyistään ulkovaipasta 1 akselia kohti suuntautuvilla radiaalisilla levyillä 9 ja 10. Fengas-tilan 8 ulkovaippaan 1 liittyvät jo edellä mainitut yhteet 2 ja 4 tangentiaalisesti. Lisäksi rejektiyhteeseen 4 on järjes- 5 761 39 tetty laimennusveden syöttö-putki 11, jolla rejektin sakeutti tarvittaessa pienennetään jatkosihtauksen helpottamiseksi.

Siivet 6 on kiinnitetty varsilla 13 ja 14 pyörimättömään runko-osaan 15, joka myös muodostaa akselille 7 tuennan laakeroinnin 16 välityksellä. Siivet 6 sijaitsevat rummun 5 sisällä siten, että rejektiyhteen 4 lähelle sijoittuva siipi on siitä - 10 - 45° sivussa. Vastaavasti toinen siipi on 10 -45c sivussa massan tuloyhteestä 2. Tällöin mainitut siivet aiheuttavat sopivan pulssin, positiivisen ja negatiivisen, rummulle 5.

Kuvioissa 3 ja 4 on esitetty erään edullisen suoritusmuodon mukainen sihtiprofiili aukilevitettynä. Frofiililevy 20 muodostuu aukoista 21 ja niiden välisistä profiileista 22. Levy 20 on aukkoja lukuunottamatta sileä sisäpinnaltaan 23. Levyn 20 ulkopinta muodostuu levyn 20 tasosta 24 tietyssä kulmassa kohoavista otsapinnoista 25, olennaisesti levyn 20 tason 24 suuntaisista pinnoista 26, olennaisesti levyn 20 tasoa 24 vastaan kohtisuorista takapinnoista 27 ja aukkojen 21 välisistä tason 24 osista 28. Toisaalta sihtilevyn voidaan katsoa muodostuvan levystä, jossa on harjanteita 29, jotka koostuvat mainituista osista 25, 26 ja 27, ja niiden välisiä tasomaisia osia 28, joihin aukot 21 on koneistettu.

Kuten kuvioista 4 käy ilmi, aukot 21 ovat edullisesti reikiä, joiden halkaisija voi käyttökohteesta riippuen vaihdella ainakin välillä 5-15 mm. Samoin kuviosta 4 nähdään, että harjanteet 29 voivat olla myös jonkinverran levyn poikittais-suunnasta kallistettuja. Harjanteiden kallistuskulmalla, kallistuksen suunnalla pyörintäsuuntaan nähden, rummun pyö-rintänopeudella ja harjanteiden osan 25 nousukulmalla voidaan erottimessa optimoida massan kiertoaika suhteessa erotuksen lopputulokseen. Suoritetuissa kokeissa on käytetty rummun kehänopeutta 4-10 m/s ja massan syöttönopeutta 2 m/s.

6 761 39 Tällöin massan ja rummun välinen nopeusero on 2 - 8 m/s.

Sihtilevyn 20 harjanteiden 29 kalteva pinta 25 ottaa vastaan rumpuun tulevan massan pyrkien mm. kiihdyttämään sen nopeutta. Harjanteiden 29 suunta vaikuttaa siten, että jos harjanteet 29 sihtirummulla 5 ovat taaksepäin kallellaan, ne pyrkivät nostamaan massaa rummulla ylöspäin, jolloin massan kiertoaika erottimesse pitenee, erottuminen tapahtuu tarkemmin ja rejek-timHärä pienenee akseptin kasvaessa.

Mikäli taas harjanteet ovat eteenpäin kallistettuja, kiertoaika nopeutuu ja erottuminen ei ole yhtä tarkkaa. Aikaisemmin mainittujen tekijöiden lisäksi myös sihtirummun korkeus vaikuttaa käytettäviin nopeuksiin, kallistuskulmiin jne.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laite toimivat seuraavasti. Massaa syötetään paineella pyörivän sihtirummun ja erottimen ulkovaipan väliseen tilaan tarcertiaalisesti ja samaan suuntaan sihdin pyörimisliikkeeseen nähden. Sihtirummun harjanteet kohdistavat syötettyyn massaan tämän liikenopeutta lisääviä voimia sekä, johtuen harjanteiden muotoilusta, myös massapartikkelien eli kuitujen välisiä sidoksia avaavia leikkausvoimia. Harjanteet aiheuttavat jättöpuolelleen pinnan 27 edustalle alipainevyöhykkeen, joka vetää irtonaiset kuidut aukkojen 21 läpi tuloaukon 2 ja akseptiyhteen 3 välisen paine-eron avustamana. Raskaammat massan mukana kulkeutuvat partikkelit sinkoutuvat harjanteisiin osuessaan vaipan 1 pintaa kohti, jonne ne etenevät myös keskipakovoiman vaikutuksesta. Tällöin kevyemmät massan osaset rikastuvat sihtirummun pinnan läheisyyteen ja erottuvat massasta jo edellä kuvatulla tavalla. Johtuen rummun pinnan profiloinnista sihtirummun pinner läheisyydessä tapahtuu lievä fluidisoituminen, joka edesauttaa erottumista ja toisaalta myös pienentää erotuksen energiankulutusta ja sihtirummun kulumista. Erottimen ulko-vaipalle erottuneet raskaat partikkelit kiertävät vaippapintaa alas spiraalimaista rataa je poistuvat erottiroesta tangentiaa-lisesti yhteen 4 kautta. Poistumista tehostetaan vielä syöttämällä tarvittaessa rejektin laimennusvettä putkesta 11.

7 761 39

Kuten jo aikaisemmin on todettu, en edellä esitetyn keksinnön mukaisella laitteella pystytty pienentämään tunnettuun tekniikkaan nähden energiankulutusta yli 30 % ja samalla pystytty nostamaan käsiteltävän massan sakeutta MC-sakeuden ala-alueelle. Sivutuotteena on saatu myös vähemmän kuluva sihtirumpu ja toiminnaltaan ja lopputuotteiltaan paremmin säädettävä laite. Esimerkiksi pelkästään rummun pyörintänopeutta muuttamalla on laite mahdollista säätää sopivaksi useimmille eri sakeuksille ja eri massoille. Kun tähän keinoon lisätäär mahdollisuus valmistusvaiheessa tehdä sihtirumpuja, joiden harjanteiden kaltevuudet vaihtelevat tai joissa käytetään erisuuria aukkoja, voidaan puhua loppuun saakka optimoidusta erotinlaittees-sa.

On huomattava, että edellä on esitetty vein eräs edullinen suoritusmuoto keksinnön mukaiselle laitteelle, joka voi todellisuudessa suurestikin poiketa edellä esitetystä poikkeamatta kuitenkaan siitä keksinnöllisestä ajatuksesta, joka on esitetty lähemmin oheisissa patenttivaatimuksissa. On nimittäin aivan hyvin mahdollista, että jossakin tapauksessa on tarpeen käyttää kahta tai useampaa harjanteen kallistus-kulmaa tai, että massasuspension ja rummun nopeudet suurestikin poikkeavat edellä esitetystä esimerkistä, olennaistahan kuitenkin on vain mainittujen nopeuksien ero, joka vaatimusten mukaan voi olla 1-6 m/s.

Claims (10)

761 39

1. Menetelmä oksien ja vastaavien kiinteiden partikkelien erottamiseksi kuitususpensiosta pyörivän seularummun avulla, jonka seularummun ulkokehälle syötetään käsiteltävä kuitu-suspensio ja jonka seularummun sisäpuolelta poistetaan aksepti ja ulkokehän puolelta rejekti, tunnettu siitä, että kuitususpensio syötetään tangentiaalisesti seularummun pyörimissuuntaan, rejekti poistetaan tangentiaalisesti seula-rummun pyörintäsuurtaan ja pyörivä seularumpu pidetään puhtaana kohdistamalla siihen sisäpuolelta positiivisia ja/tai negatiivisia paineiskuja.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rejektin poistoa edesautetaan syöttämällä vettä rejektinpoistokanavaan, jolla vedellä samalla laimennetaan rejektiä.

3. Laite oksien ja vastaavien kiinteiden partikkelien erottamiseksi kuitususpensiosta, joka laite koostuu vaipan (1) sisällä pyörivästä aukoilla varustetusta rummusta (5) , tämän akselista (7) , rummun (5) sisäpuolisista yhdestä tai useammasta siivestä sekä vaippaan (1) liitetyistä yhteistä (2, 3 ja 4) käsiteltävälle massalle, akseptille ja rejektille, tunnettu siitä, että - rummun (5) pyörintäsuunta on sama kuin massan syöttösuunta vhteestä (2) , - rejektin poistosuunta yhteestä (4) on sama kuin rummun (5) pyörintäsuunta, - rumpu (5) on profiloitu siten, että rummun ulkopinnalla (24) aukkojen (21) välissä on harjanteita (29).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että harjanteet (29) koostuvat rummun (5) ulkopinnasta (24) kaltevasti kohoavista otsapinnoista (25) ja olennaisesti ulkopintaa (24) vastaan kohtisuorista takapinnoista (27). 9 76139

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että harjanteet (29) ovat kaltevassa asennossa rummun (5) akseliin (7) nähden.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että harjanteiden kaltevuuskulma rummun akseliin nähden on välillä -45° - +45°.

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että rummussa olevat aukot ovat reikiä tai rakoja.

8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnet t u siitä, että sihtirummun kebMnopeuden ero kuitususpension syöttönopeuteen on välillä 2 - 6 m/s.

9. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että yksi positiivisen ja/tai negatiivisen paineiskun aiheuttava siipi (6) on sijoitettu -10 - 45° rejektlyhteestä (4) sivulle.

10. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että yksi positiivisen ja/tai negatiivisen paineiskun aiheuttava siipi (6) on sijoitettu -10 - 45° massan tuloyh-teestä (12) sivulle. \ 761 39 ίο