FI121672B - Menetelmä lajitinlaitteen roottorin valmistamiseksi ja roottori - Google Patents

Description

MENETELMÄ LÄJITIN LAITTEEN ROOTTORIN VALMISTAMISEKSI JA ROOTTORI

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä lajitinlaitteen roottorin valmistamiseksi ja lajitinlaitteen roottorirakenne. Keksinnön roottorirakenne soveltuu 5 erityisesti selluloosa- ja paperiteollisuuden kuitususpensioiden lajitteluun. Keksinnön mukainen laite koskee uutta roottorikonstruktiota ja erityisesti uusia välineitä turbulenssielementin kiinnittämiseksi roottoripinnalle.

Selluloosa- ja paperiteollisuudessa nykyään käytettävä lajitinlaite on lähes 10 poikkeuksetta paineellinen lajitinlaite, niin kutsuttu painelajitin, johon lajiteltava massa syötetään paineellisena. Yleisimmin käytetyt painelajittimet käsittävät kiinteän seulasylinterin ja sen kanssa yhdessä toimivan pyörivän roottorin. Seulasylinterin tarkoituksena on jakaa lajittelutilaan, jossa roottori pyörii, tuleva tuore massa tai kuitususpensio hyväksyttävään, akseptiksi kutsuttuun kuitujakeeseen ja hylättävään, 15 rejektiksi kutsuttuun kuitujakeeseen. Seulasylinteri, kuten luonnollisesti myös roottori sijoittuvat lajitinvaipan, jossa on yhteet sekä tuoreelle kuitususpensiolle, akseptille että rejektiIle, sisäpuolelle. Tavallisesti kuitususpension tuloyhde tai -kanava on lajitinvaipan yhdessä päässä, jolloin rejektin poistoyhde on lajitinvaipan vastakkaisessa päässä. Akseptin poistoyhde on yhteydessä akseptitilaan, joka 20 sijoittuu lajittelutilaan nähden seulasylinterin vastakkaiselle puolelle. Roottorin tarkoituksena on kehittää turbulenssia ja positiivisia ja negatiivisia painepulsseja lajiteltavaan kuitususpensioon. Tämä tarkoitus saavutetaan varustamalla roottori erityisillä turbulenssielementeillä. 1 Tässä vaiheessa olisi ymmärrettävä, että lajitinlaitteet, joiden seulasylinteri on pyörivä o ja laitteet turbulenssin ja painepulssien kehittämiseksi ovat kiinteitä, ovat myös ° tunnettuja, joskin paljon harvemmin käytettyjä. Sanan roottori katsotaan kattavan myös ^ tällaiset turbulenssinkehityslaitteet, koska niiden voidaan sanoa pyörivän suhteessa seulasylinteriin. Olisi myös ymmärrettävä, että termi seulasylinteri kattaa kaikki g 30 seulalaitteet, joissa on aukkoja, toisin sanoen esim. reikiä tai rakoja, ja joilla on pyörähdyssymmetrinen muoto. Siten katetaan myös muodot, kuten kartio tai katkaistu σ> kartio, jotka ovat myös tunnettuja tekniikan tasosta.

LO

oo o o ^ Painelajittimet on useimmiten sijoitettu niin, että niiden akseli on pystysuorassa 35 asennossa. Kuitenkin, kuitususpension paineistaminen mahdollistaa painelajittimen akselin sijoittamisen mihin tahansa suuntaan, mukaan lukien vaakasuora suunta.

2

Johtuen kuitususpension paineistetusta syötöstä se voidaan syöttää painelajittimeen ylhäältä, pohjalta tai sen keskialueelta.

Painelajittimet voidaan myös jakaa kahteen ryhmään perustuen akseptin 5 virtaussuuntaan seulasylinterin läpi. Kun aksepti virtaa radiaalisesti ulospäin, lajitinta kutsutaan ulosvirtauslajittimeksi, ja kun aksepti virtaa radiaalisesti sisäänpäin, lajitinta kutsutaan sisäänvirtauslajittimeksi.

Tekniikan tason mukaisesti on olemassa periaatteessa kahden eri tyypin roottoreita, 10 joita käytetään yleisesti selluloosa- ja paperiteollisuudessa ja joiden tarkoitus on, kuten tunnettua, pitää seulapinta puhtaana, toisin sanoen estää kuitumaton muodostuminen seulapinnalle, ja ylläpitää riittävää turbulenssia tuoretta, eli lajittelematonta, kuitususpensiota sisältävässä lajittelutilassa. Roottorityyppejä voidaan kutsua avoimeksi roottoriksi ja suljetuksi roottoriksi. Erästä esimerkkiä avoimesta roottorista 15 käsitellään US-patentissa US 4,193,865, jossa roottori järjestetään sylinterimäisen kiinteän seulasylinterin sisälle. Roottori käsittää keskeisen akselin ja joukon siiven muotoisia turbulenssielementtejä, jotka ulottuvat lähelle seulasylinterin pintaa. Kukin siipi on tuettu akselille lajitinlaitteen käynnin aikana tuoretta massaa sisältävän tilan kautta ulottuvan siipiparin välityksellä. Edellä mainitun patentin mukaiset siivet 20 muodostavat kulman roottorin akselin ja seulasylinterin akselin kanssa. Kuitenkin siivet voidaan myös järjestää akselin kanssa yhdensuuntaisiksi. Kun siipi tai kuitususpensio suhteessa siipeen liikkuu, siiven johtopinta kohdistaa seulapintaan positiivisen painepulssin, joka työntää hyväksyttäviä kuituja seula-aukkojen läpi, ja siiven jättöpinta kohdistaa seulapintaan negatiivisen painepulssin seulapinnan aukkojen avaamiseksi, 25 tai pikemminkin kuitujen sihtipinnalle kerääntymisen ja seula-aukkojen tukkimisen o estämiseksi muodostamalla takaisinvirtauksen akseptitilasta lajittelutilaan.

δ

CM

^ Erästä esimerkkiä toisesta roottorityypistä, eli suljetusta roottorista, on käsitelty esimerkiksi US-patentissa US 3,437,204, jossa roottori on olennaisen sylinterimäinen, g 30 seulasylinterin sisälle sijoitettu suljettu kappale. Roottoripinta on varustettu turbulenssielementeillä eli ulkonemilla, jotka ovat lähes puolipallon muotoisia. σ> Tällaisessa laitteessa tuore kuitususpensio syötetään roottorin ja seulasylinterin väliin,

LO

o jolloin roottorin ulkonemat, niin kutsutut kuplat, kehittävät turbulenssia ja painepulsseja o ^ seulasylinteriä kohti ja siitä poispäin. Toisin sanoen kunkin kuplan johtava pinta 35 työntää massaa kohti seulasylinteriä ja kuplan jättöpinta kehittää imupulssin, joka vetää kuitukerääntymiä seulasylinterin aukoista. Useimmiten suljettu roottoripinta on 3 sylinterimäinen. Laajemmin ajatellen voidaan puhua myös pyörähdyssymmetrisistä roottoripinnoista, koska on olemassa roottoreita, jotka ovat katkaistun kartion tai kupolin muotoisia. Lisäksi, on myös olemassa roottoreita, joiden muoto ei ole kirjaimellisesti pyörähdyssymmetrinen. Yksi sellainen vaihtoehto on niin kutsuttu S-5 roottori, joka muodostuu kahdesta identtisestä sylinterin puolikkaasta, jotka on kiinnitetty toisiinsa niin, että kaksi radiaalista tai olennaisesti radiaalista pintaa yhdistää puolisylinterimäiset pinnat. On myös roottoreita, jotka muodostuvat joukosta levymäisiä, mahdollisesti suorakulmaisia elimiä järjestettyinä muodostamaan rengasmainen pinta. Edelleen on roottoreita, jotka muodostuvat joukosta päällekkäin 10 asetettuja kiekkoja. Kiekot ovat ulkopinnaltaan elliptisiä ja kiekot on sijoitettu niin, että kahden rinnakkaisen kiekon keskipisteet eivät sijoitu samalle roottorin pyörähdysakselin kautta kulkevalle tasolle.

Suljetun roottorin pinnalle järjestettäville turbulenssielementeille on suuri joukko 15 muodoltaan erilaisia vaihtoehtoja. Ensimmäinen vaihtoehto on turbulenssielementti, joka on enemmän tai vähemmän puolipallomainen kupla, kuten jo edellä mainittiin. Toinen vaihtoehto muodostuu aksiaalisesta tai spiraalimaisesta harjanteesta, jolla on edelleen pyöristetty yläpinta. Kolmas vaihtoehto muodostuu uritetusta roottoripinnasta, jossa ura muodostuu pohjapinnasta, kaltevasta sivupinnasta ja roottorin verhopinnan 20 suhteen kohtisuorasta sivupinnasta. Ura on suunnaltaan joko aksiaalinen tai spiraalimainen. Riippuen pohjapinnan leveydestä roottoripintaa voidaan kutsua paitsi uritetuksi myös harjanteiseksi. Neljäs vaihtoehto muodostuu ulkonemasta, joka tavallaan muistuttaa yllämainittua harjanteista roottoria lukuun ottamatta sitä, että harjanne on katkaistu niin, että ulkoneman pituus on 50 - 200 mm:n luokkaa. Tällä 25 ulkonematyypillä on lukuisia variaatioita. Ulkoneman johtopinta voi olla kohtisuorassa o tai kalteva roottoripinnan suhteen; se voi myös olla suunnaltaan aksiaalinen tai ° käännetty jompaankumpaan suuntaan. Ulkonemalla voi olla yläpinta tai sillä ei ole ^ yläpintaa, joka on joko roottorin verhopinnan suuntainen tai siitä kallistettu jompaankumpaan suuntaan. Ulkonemalla on myös jättöpinta, joka on joko kallistettu g 30 tai kohtisuorassa roottoripinnan suhteen. Siten on olemassa neljä variaatiota, joissa kussakin useampia vaihtoehtoja, jolloin ulkoneman muodolle on hyvin suuri määrä o) mahdollisia vaihtoehtoja. Ja lopuksi viides vaihtoehto, jossa ulkoneman pinnat (johtava

LO

o pinta, yläpinta, ja jättöpinta) voidaan järjestää tasaisesti muuttuviksi, jolloin ne o 0X1 muodostuvat useammasta osapinnasta koostuvan kaarevan pinnan, joilla kullakin 35 osapinnalla on (mahdollisesti) eri säde. Itse asiassa viides vaihtoehto muodostuu yhdistämällä avoimen roottorin siipi suljetun roottorin kanssa, koska tässä siipi on 4 (mahdollisesti pienin muutoksin seulapinnasta poispäin olevalla pinnalla) kiinnitetty roottoripinnalle. Siten ottaen huomioon yllä mainitut pintavaihtoehdot, vaikka niihin voi kuulua myös tasomaisia osapintoja, turbulenssielementtien mahdollisten muotojen lukumäärä kasvaa vielä suuremmaksi.

5

Eräs suljettu roottorityyppi tunnetaan DE patenttijulkaisusta 4028772. Siinä roottorin turbulenssielementit muodostuvat pallokalotin muotoisista roottorin pinnasta ulkonevista kappaleista. Kyseisten turbulenssielementtien kohdalla roottorivaipan pinta on muodostettu tasomaiseksi. Kyseiset elementit kiinnitetään pallokalotin muotoisesta 10 kappaleesta roottorivaipan läpi ulottuvilla tappimaisilla osilla joko kutistamalla tai liimaamalla ko. osat vaippaan muodostettuun reikään.

Vielä voidaan mainita yksi roottorityyppi lisää. Se on tavallaan avoimen ja suljetun roottorin yhdistelmä, koska roottorissa on kummankin tyyppisiä turbulenssielementtejä, 15 toisin sanoen ulkonemia, jotka on kiinnitetty pohjastaan suljettuun roottoripintaan ja siipiä, jotka on kiinnitetty lyhyillä varsilla roottoripintaan tai jopa pidemmillä varsilla roottoriakselille, jolloin roottoria voidaan kutsua joko osittain suljetuksi tai osittain avoimeksi roottoriksi. 1 2 3 4 5 6

Esillä oleva keksintö koskee, riippumatta turbulenssielementin poikkileikkauksen 2 muodosta tai sen pituudesta, turbulenssielementtiä, joka on kiinnitetty ainakin osittain 3 suljetun roottorin pinnalle. Mitä tulee suljettuihin tai osittain suljettuihin roottoreihin 4 turbulenssielementit on kiinnitetty tavallisesti roottorin suljetulle pinnalle hitsaamalla.

5 Tämä tarkoittaa sitä, että turbulenssielementit täytyy valmistaa niin, että niiden 6 roottorin suljettua pintaa kohti olevalla pohjapinnalla on roottoripintaa vastaava o kaarevuus. Tässä vaiheessa on otettava huomioon se tosiasia, että suunniteltaessa ° painelajitinta suunnittelija ei voi suunnitella painelajitinta pelkästään yhdelle ^ asiakkaalle ja yhdelle tuotantonopeudelle, vaan hänen täytyy pystyä täyttämään vaatimukset selluloosa- ja paperitehtailla, joiden tuotantonopeudet poikkeavat suuresti g 30 toisistaan. Ainoa tapa, jolla suunnittelija pystyy täyttämään edellä kuvatut vaatimukset, on suunnitella painelajitinsarja sopimaan erilaisten asiakkaiden vaihteleviin σ> tuotantonopeuksiin. Tavallinen tapa muuttaa painelajittimen tuotantonopeutta on

LO

o muuttaa joko seulasylinterin halkaisijaa tai pituutta tai molempia. Tämä tarkoittaa o ^ käytännössä, että samanlaisia turbulenssielementtejä ei voi käyttää painelajitinsarjan 35 kaikissa roottoreissa, kun roottorin halkaisija muuttuu. Siten periaatteessa kukin roottorihalkaisija vaatii erikseen valmistettuja turbulenssielementtejä, mikä 5 monimutkaistaa elementtien valmistusprosessia. Toinen haitta turbulenssielementtien kiinnityksessä hitsaamalla havaitaan silloin, kun elementit ovat kuluneet siinä määrin, että ne täytyy korjata. Jos päätetään, että elementit on vaihdettava kokonaan uusiin, hitsaussaumojen avaaminen koko elementin ympäriltä vie aikaa ja on hankala tehtävä. 5

Turbulenssielementtirakenne, jossa elementti on helposti korvattavissa, tunnetaan tekniikan tasosta. Turbulenssielementti on kiinnitetty erityisellä tuella roottoripinnalle. Elementin kiinnitys tukeen tapahtuu tukeen järjestetyllä lohenpyrstöulokkeella ja vastaavalla turbulenssielementtiin järjestetyllä lohenpyrstöuralla. Elementti voidaan 10 työntää tuelle niin, että lohenpyrstöuloke sijoittuu lohenpyrstöuraan, jonka jälkeen turbulenssielementti varmistetaan molemmista päistään pitoruuveilla. Turbulenssielementin tuki on kiinnitetty roottoripintaan tuen ulommalta pinnalta kohti roottorin sisusta ulottuvilla ruuveilla. Tämäntyyppinen turbulenssielementin kiinnittäminen helpottaa turbulenssielementin vaihtoa, mutta sillä on kuitenkin 15 muutamia haittapuolia. Ensiksi, koska tuen sisempi pinta seuraa roottoripintaa, yhdelle roottorin halkaisijalle suunniteltua tukea ei voi käyttää sellaisen roottorin yhteydessä, jolla on toinen halkaisija. Jos tuen säde ja roottorin säde eivät ole täsmälleen yhtä suuret, välys syntyy tuen ja roottoripinnan välille. Koska välys pyrkii keräämään kuituja, sen olemassaolo ei ole toivottavaa. Toiseksi, koska tekniikan tason mukainen 20 tuki peittää selkeästi suuremman alan roottoripinnasta kuin turbulenssielementti, eli se ulottuu molemmilta turbulenssielementin kehän suuntaisilta sivuilta elementin ulkopuolelle, tuki pyrkii myös kulumaan, jolloin tuki on aika ajoin vaihdettava, jolloin seurauksena on yhtä hankala tehtävä kuin hitsatun turbulenssielementin irrottaminen roottoripinnasta. Kolmanneksi, kukin turbulenssielementti vaatii tuen sivulle 25 pituudeltaan ja leveydeltään elementtiä vastaavan vapaan alan niin, että o turbulenssielementti voidaan työntää lohenpyrstötuelle. Koska lohenpyrstötuki on ^ useimmiten aksiaalinen, vapaa ala täytyy järjestää tuen aksiaaliselle sivulle. Siten i tämä tekniikan tason mukainen turbulenssielementti kiinnityksineen erityisen tuen ^ avulla, vaikka aikaansaadenkin edun aiempaan tekniikan tasoon verrattuna, tuo myös x 30 esille ainakin kolme haittapuolta: toisin sanoen erillinen tuki kullekin

CL

roottorihalkaisijalle, vaihtoa vaativa tuki ja tuen sivulle vapaata tilaa vaativa 05 turbulenssielementin asennus.

LO

oo o o ^ Keksinnön mukaisen menetelmän ja roottorirakenteen eräänä tarkoituksena on korjata 35 ainakin joitakin tekniikan tason roottorirakenteiden ja niiden valmistuksen heikkouksia ja/tai haittapuolia. Esillä olevan keksinnön roottorin ratkaisema perusongelma liittyy 6 roottorihalkaisijoiden vaihteluun ja sen asettamiin vaatimuksiin turbulenssielementin kiinnitykselle roottorille.

Esillä oleva keksintö ratkaisee yllämainitun ongelman järjestämällä roottorille sellaisen 5 pinnanmuodon, että samanlaisia turbulenssielementtejä voidaan käyttää kokonaisessa lajitinlaitesarjassa, jossa on halkaisijaltaan erilaisia roottoreita.

Toisin sanoen keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen menetelmä selluloosa- ja paperiteollisuuden lajitinlaitteen roottorin valmistamiseksi, jossa 10 roottorissa on ainakin osittain suljettu roottori pinta, joka on varustettu ainakin yhdellä alueella, jonka pinnanmuoto poikkeaa muusta roottoripinnasta, ja ainakin yksi turbulenssielementti, joka on järjestetty suoraan suljetulle pinnalle ja kiinnitetty poikkeavan pinnanmuodon omaavalle alueelle, käsittää poikkeavan pinnanmuodon omaavan alueen varustamisen ainakin yhdellä harjanteella tai kohoumalla, ja mainitun 15 ainakin yhden turbulenssielementin varustamisen täydentävällä pohjapinnalla vastaamaan mainittua ainakin yhtä poikkeavan pinnanmuodon omaavan alueen harjannetta tai ulkonemaa turbulenssielementin kohdistamiseksi haluttuun kohtaan alueella.

20 Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaiselle selluloosa- tai paperiteollisuuden lajitinlaitteen roottorille, jolla on ainakin osittain suljettu pinta, joka on varustettu ainakin yhdellä alueella, jonka pinnanmuoto poikkeaa muusta roottoripinnasta, joka ainakin yksi alue on varustettu ainakin yhdellä suoraan suljetulle pinnalle järjestetyllä ja mainitulle ainakin yhdelle poikkeavan pinnanmuodon omaavalle 25 alueelle kiinnitetyllä ainakin yhdellä turbulenssielementillä, on ominaista, että mainittu o ainakin yksi alue on varustettu ainakin yhdellä harjanteella tai kohoumalla, ja että ^ mainittu ainakin yksi turbulenssielementti on varustettu täydentävällä pohjapinnalla i vastaamaan mainittua ainakin yhtä poikkeavan pinnanmuodon omaavan alueen harjannetta tai ulkonemaa.

x 30 Q_

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaiselle turbulenssielementille o käytettäväksi keksinnön mukaisen roottorin yhteydessä, jossa turbulenssielementissä

LO

o on työpinta, kaksi sivupintaa ja pohjapinta, on ominaista, että pohjapinta on roottorin o 0X1 ainakin yhdellä harjanteella tai ulkonemalla varustettua pinnanmuotoa täydentävä 35 turbulenssielementin kohdistamiseksi haluttuun kohtaan roottoripinnalla.

7 Näitä ja esillä olevan keksinnön muita suoritusmuotoja tarkastellaan yksityiskohtaisemmin seuraavassa viitaten oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää osittaisen kolmiulotteisen näkymän esillä olevan keksinnön erään 5 edullisen suoritusmuodon mukaisesta roottori pin nasta, kuvio 2 esittää roottoripintaa, joka on varustettu esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisella kiinnikkeellä, kuvio 3 esittää esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista turbulenssielementtiä, 10 kuvio 4 esittää esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista säätölevyä, ja kuviot 5a - 5e esittävät roottoripintarakenteiden eräitä edullisia suoritusmuotoja niiltä kohdin, joihin turbulenssielementit tullaan kiinnittämään.

15 Kuvion 1 mukaisesti esillä olevan keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon roottori muodostuu pyörähdyssymmetristä vaipasta, kuten esimerkiksi sylinteristä. Muita mahdollisia muotovaihtoehtoja ovat kartio, katkaistu kartio, munan muoto, katkaistu munan muoto jne., vain muutamia vaihtoehtoja mainitaksemme. Myös muut pintavaihtoehdot kuin pyörähdyssymmetriset voivat tulla kyseeseen, kuten jo edellä 20 kappaleessa 7 mainitaan. Kuitenkin sekä edellä mainitut että kappaleessa 7 kuvatut erilaiset vaihtoehdot on ymmärrettävä pelkästään esimerkkeinä, jolloin myös muita suljetulla pinnalla varustettuja suljettuja roottorityyppejä voidaan käyttää esillä olevan keksinnön yhteydessä. Kuvion 1 mukaisesti roottorin 10 pinnalla on alueita 12 (vain yksi sellainen alue on esitetty), joiden pinnanmuoto, tässä tapauksessa kaarevuus, 25 poikkeaa roottorin muiden alueiden 14 pinnanmuodosta/kaarevuudesta. Muiden o alueiden 14 kaarevuus määräytyy roottorin halkaisijan mukaan. Alueet 12 ovat niitä, ^ joihin turbulenssielementit sijoittuvat, kun roottori 10 on viimeistelty ja valmis i toimitettavaksi. Tyypillisesti turbulenssielementit peittävät noin 10-35 %, edullisesti noin 15 - 25% roottoripinnan kehän pinta-alasta, toisin sanoen seulapintaa kohti g 30 olevasta alasta. Syynä roottoripinnan varustamiseen erilaisen

CL

pinnanmuodon/kaarevuuden omaavilla alueilla 12 on se, että silloin tarvitaan vain σ> yhdentyyppistä turbulenssielementtiä sen soveltuessa kaikille roottoreille silloin kun m o kaikissa roottorisarjan roottoreissa, joilla on eri halkaisijat, on alueet 12, joilla on sama o ^ pinnanmuoto/kaarevuus kautta koko roottorisarjan.

35 8

Kun tarkastellaan vaadittavaa kaarevuutta silmälläpitäen erilaisen pinnanmuodon/kaarevuuden omaavien alueiden 12 valmistamista, voidaan päätellä, että siinä tapauksessa, että roottori on sylinterimäinen, alueen 12 säteen tulisi olla ainakin painelajitinsarjan suurimman roottorisylinterin säde. Siinä tapauksessa kaikkia 5 moottoreita, poislukien suurin, olisi koneistettava niiltä kohdin, joihin turbulenssielementit aiotaan sijoittaa. Jos alueen 12 säde tehdään suuremmaksi, kaikki roottorit täytyy koneistaa. Riippuen koneistukseen käytettävistä koneista voi olla helpointa koneistaa turbulenssielementtien istukat, toisin sanoen alueet 12 tasaisiksi tai tasomaisiksi, toisin sanoen sellaisiksi, joilla on ääretön halkaisija.

10

Kuviossa 2 esitetyn suoritusmuodon mukaisesti roottoripinta on varustettu koneistetuilla alueillaan 12 kiinnikkeillä 20 turbulenssielementtien kiinnittämiseksi roottorille. Kiinnikkeet 20 voidaan kiinnittää roottorin 10 pinnalle tavanomaisilla kiinnitysvälineillä, kuten hitsaamalla, liimaamalla, juottamalla, niittaamalla tai ruuveilla 15 tai pulteilla. Koska turbulenssielementit peittävät kiinnikkeet 20 on kokonaan, niitit, pultit tai ruuvit voidaan kiinnittää niin, että niittien, pulttien tai ruuvien päät ovat näkyvissä kiinnikkeen 20 päällä. Kiinnikkeet 20 on mitoitettu niin, että ne mahtuvat kokonaisuudessaan alueen 12 rajojen 16 sisäpuolelle jättäen edullisesti niiden suhteen tietyn välin.

20

Kuvion 3 mukaisesti turbulenssielementti 30 on esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti varustettu ontelolla 32, jonka mitat edullisesti, mutta eivät välttämättä, vastaavat kiinnikkeen 20 ulkomittoja. Turbulenssielementin 30 kokoja muoto voi olla mikä tahansa roottorin 10 toimintaolosuhteiden vaatima. 25 Kuitenkin on edullista, joskaan ei välttämätöntä, että turbulenssielementin 30 kehä o vastaa alueen 12 rajoja 16 niin, että turbulenssielementti 30 peittää alueen 12 ° kokonaan. Toisin sanoen kaikkia aiemmin tässä selityksessä käsiteltyjä ^ turbulenssielementtityyppejä voidaan käyttää samoin kuin muita, joita ei ole käsitelty.

Siten elementin 30 aksiaalinen pituus voi olla mitä tahansa muutaman senttimetrin ja x 30 roottorin 10 koko pituuden väliltä. Siten on myös mahdollista, että

CL

turbulenssielementtiä ei ole kiinnitetty yhdellä ainoalla kiinnikkeellä, vaan kahdella tai o useammalla kiinnikkeellä, jotka, riippuen turbulenssielementin mitoista, voivat sijoittua

LO

o joko aksiaalisesti, kehän suuntaisesti tai spiraalimaisesti tai mihin tahansa näiden o ^ yhdistelmään roottoripinnalle. Turbulenssielementin 30 voidaan katsoa muodostuvan 35 kolmesta eri pinnasta; työpinta 34, joka on olennaisesti kehän suuntainen seulasylinteriä kohti oleva pinta, jota pitkin lajiteltava massa virtaa lajitinlaitteen 9 toimiessa; sivupinnat 36' ja 36" turbulenssielementin 30 aksiaalisissa päissä, sivupintojen 36'ja 36" ollessa tavallisesti, vaikkakaan ei välttämättä, olennaisen kohtisuorassa roottoripintaa vastaan; ja pohjapinnasta 38, jossa on aukko kiinnikeontelolle 32 ja jonka pinnanmuoto/kaarevuus vastaa roottoripinnan joko 5 koneistetun tai koneistamattoman pinnan pinnanmuotoa/kaarevuutta turbulenssielementin 30 vastaanottavassa kohdassa.

Edullisesti, joskaan ei välttämättä, turbulenssielementin 30 sivupinnoissa 36' ja 36" on reiät 40, jotka avautuvat kiinnikeonteloon 32. Kiinnikkeissä 20 on edullisesti kierteitetyt 10 reiät 22 (ks. kuvio 2) vastaanottamaan kiinnitysruuvit, jotka pitävät turbulenssielementin 30 paikallaan kiinnikkeen 20 päällä ja myös vasten roottoripintaa 12. Reiät 40 turbulenssielementin 30 sivupinnoissa 36'ja 36" voivat olla pitkänomaisia olennaisesti roottorin säteen suunnassa, toisin sanoen olennaisesti kohtisuorassa suunnassa elementin pohjapintaa 38 vastaan, jolloin on mahdollista järjestää 15 säätölevyjä 50 (ks. kuvio 4) turbulenssielementin 30 ja roottoripinnan 12 väliin, jos elementin 30 korkeus tarvitsee säätöä. Myös siinä tapauksessa, että kiinnikkeen 20 ja turbulenssielementin 30 välinen sovitus ei ole tiukka, säätölevyn 50 olisi mahdollista olla kiilamainen, jolloin elementin 30 korkeutta sen johto-osassa (kehän suunnasta katsottuna) voitaisiin kasvattaa enemmän kuin sen jättöosassa tai päinvastoin. 20 Edullisesti turbulenssielementin 30 sivupinnoissa 36' ja 36" olevat reiät ja kiinnitysruuvit on yhdessä suunniteltu niin, että kiinnitysruuvien päät ovat turbulenssielementin 30 sivupintojen 36' ja 36" tasossa, kun ruuvit on kiristetty. Tämä varmistaa sen, että kuitujen kerääntymismahdollisuudet reikään tai ruuvin päähän on minimoitu.

25 o Myös muita turbulenssielementin kiinnitysvälineitä kuin ruuveja voidaan käyttää.

^ Eräänä esimerkkinä on lukitustappi, joka työnnetään turbulenssielementin sivupinnan i reiästä kiinnikkeen sokeaan reikään tai läpiporaukseen. Lukitustappi voi ulottua jonkin matkaa (vastaten ruuvia) kiinnikkeeseen tai se voi ulottua kiinnikkeen läpi g 30 turbulenssielementin vastakkaisessa sivupinnassa olevaan reikään. Lukitustappia

CL

käytettäessä reikien päät turbulenssielementin sivupinnoissa tulisi edullisesti sulkea o) pienillä kierteytetyillä kansilla tai pienellä hitsauspisteellä, joka voidaan porata auki, m o kun turbulenssielementti tarvitsee vaihtaa. Toinen vaihtoehto on järjestää lukitustappi o ^ ulottumaan turbulenssielementin ensimmäisestä sivupinnasta sen toiseen sivupintaan, 35 jolloin pieni hitsauspiste kummassa tahansa päässä tappia riittää lukitsemaan sen paikalleen.

10

Kaikki edellä käsitellyt suoritusmuodot perustuvat siihen, että roottoripinnalla on niillä kohdin, joihin turbulenssielementit tullaan kiinnittämään, tasainen roottoripinta-alue, jonka kaarevuus on sama kaikenkokoisilla roottoreilla. Toisena vaihtoehtona kuitenkin 5 on, että roottoripinnalla on ei-tasainen pinnanmuoto niillä kohdin, joihin turbulenssielementit tullaan kiinnittämään. Järjestämällä pinnanmuoto sellaiseksi, että se on samanlainen kaikenkokoisilla roottoreilla, tarvitaan koko roottorisarjalle ainoastaan yhdentyyppinen turbulenssielementti. Siten pinnanmuoto voi käsittää roottoripinnalla koneistettuja tai muutoin järjestettyjä uria tai syvennyksiä, jotka 10 auttavat sijoittamaan joko kiinnikkeen tai turbulenssielementin roottoripinnalle. Pinnanmuoto voi myös käsittää harjanteita tai kohoumia, jotka on järjestetty roottoripintaan joko yksin tai yhdessä urien tai syvennysten kanssa. Harjanteiden tai ulkonemien järjestämisestä roottoripinnalle on se etu, että harjanteet tai ulkonemat eivät ainoastaan auta kohdistamaan turbulenssielementtiä tai kiinnikettä 15 roottoripinnalle, vaan ne voivat myös haluttaessa helpottaa turbulenssielementin tai kiinnikkeen kiinnittämistä roottoripinnalle, koska kiinnitys voidaan tehdä ei-radiaalisessa suunnassa ja suoraan turbulenssielementin ja/tai kiinnikkeen ja roottoripinnan, eli sillä olevien harjanteiden tai ulkonemien, välille. Toisin sanoen on mahdollista järjestää tai koneistaa harjanteet tai ulkonemat toimimaan kiinnikkeinä, 20 joita tarvittiin keksinnön aiemmissa suoritusmuodoissa. Itse asiassa tarvitsee vain järjestää ulkonemalle turbulenssielementin ontelolle sopiva muoto ja laitteet turbulenssielementin kiinnittämiseksi siihen.

Kuviot 5a - 5f esittävät muutamia edullisia suoritusmuotoja pinnanmuotojen 25 vaihtoehdoille. Kuvion 5a pinnanmuodossa on kolme kehänsuuntaista harjannetta ja o neljä harjanteiden sivuilla olevaa uraa. Eräänä vaihtoehtona tämäntyyppisen ° pinnanmuodon valmistamiseksi on koneistaa ensin roottoripinnalle ensimmäinen sileä ^ pinta, jolla koneistetulla alueella on aksiaalinen (roottorin akselin suunnassa) pituus, joka vastaa sen alueen pituutta, johon turbulenssielementti aiotaan kiinnittää, ja syvyys g 30 ulottuen harjanteiden harjojen tasalle. Seuraava vaihe on valmistaa neljä uraa syvemmälle roottoripintaan niin, että niiden väliin jää harjanteet. Kuviossa 5b on o) aksiaalisia harjanteita ja uria. Pinnanmuodon valmistus voidaan toteuttaa, kuten tn § kuvion 5a yhteydessä on esitetty, joskin myös muita valmistustapoja voidaan käyttää, o ^ Luonnollisesti urien ja harjanteiden suunnan ei tarvitse välttämättä olla 35 kehänsuuntainen tai aksiaalinen, vaan mikä tahansa suunta käy. Sama pätee kuvioissa 5c ja 5d esitettyihin pinnanmuotoihin, joissa pinta on aaltomainen, toisin 11 sanoen harjanteet ja urat eivät ole teräväreunaisia vaan kaarevia. Kuvio 5e esittää pinnanmuodon, jossa sileä pohjapinta on varustettu pienillä syvennyksillä tai ulkonemilla, jotka voidaan järjestää kuvatulla tavalla säännölliseksi kuvioksi tai mielivaltaisesti, kunhan samaa mielivaltaista kuviota käytetään kaikilla alueilla, joille 5 turbulenssielementit on suunniteltu kiinnitettäväksi. Ja lopuksi kuvio 5f esittää vaihtoehdon, jossa pinnanmuoto muodostuu sileästä pinnasta, jossa pinta on kaareva siten, että se on epäkeskeinen, esimerkiksi elliptinen.

Yllä olevan perusteella olisi ymmärrettävä, että esillä olevan keksinnön yksinkertaisin 10 suoritusmuoto on roottori, jolla on erilainen pinnanmuoto niillä alueilla, joille turbulenssielementit aiotaan kiinnittää, kuin muulla roottoripinnalla, ja turbulenssielementeillä on pohjassaan täydentävä pinnanmuoto. Turbulenssielementti voidaan kiinnittää roottoripintaan hitsaamalla tai millä tahansa muulla tunnetulla kiinnitystavalla. Siten erilaiset vaihtoehdot erilaiselle pinnamuodolle alkavat sileästä 15 pinnasta ja päättyvät pintaan, jossa on kiinnikkeet, toisin sanoen laitteet, joihin turbulenssielementti voidaan kiinnittää. Siten myös turbulenssielementin pohjapinnalle on vaihtoehtoja, toisin sanoen pohjapinta voi olla sileä, se voi olla uritettu tai siinä voi olla roottoripinnan kiinnikettä varten ontelo, vain muutamia vaihtoehtoja mainitaksemme. Itse asiassa kunnolla suunniteltua uraa pidetään kiinnikkeen 20 ontelona. Siten kiinnike voi muodostua joko erikseen kiinnitettävistä osista tai roottorivaipan säteen suunnassa roottorista ulospäin ulkonevista osista.

Tähän mennessä roottorin valmistusta ei ole käsitelty. Kuitenkin roottorin valmistus liittyy keksintöön, koska erilaiset valmistustavat antavat erilaisia mahdollisuuksia 25 valmistaa niiden alueiden pinnanmuoto, joihin turbulenssielementit aiotaan järjestää.

° Roottorin valmistamiseksi on periaatteessa kaksi vaihtoehtoa. Ensimmäinen on o c\i roottorin valaminen, minkä jälkeen, riippuen ainakin valun laadusta ja tehtaan siitä i ^ positiosta, johon roottori asennetaan, roottoripinta koneistetaan enemmän tai vähemmän sileäksi. Nyt roottorin valu antaa mahdollisuuden varustaa roottoripinta 30 niiden alueiden vaatimalla pinnanmuodolla, joihin turbulenssielementit aiotaan

CL

järjestää. Siten tavallisesti pyöreä roottoripinta voidaan varustaa sekä syvennyksillä cg että ulkonemilla, toisin sanoen urilla, painaumilla, harjanteilla, kuplilla jne., roottoria o valettaessa. Valun jälkeen roottoripinta voidaan taas koneistaa ja usein o ™ koneistetaankin pinnanlaadun parantamiseksi.

35 12

Toinen vaihtoehto valmistaa roottori on valssata roottori halutun paksuisesta metallilevystä ja hitsata valssatun levyn päät yhteen roottorivaipan muodostamiseksi. Tavallisesti roottorin valmistus jatkuu hitsaamalla päätykannet laakeriyksiköineen roottorivaipan aksiaalisiin päihin. On kuitenkin olemassa joitakin roottorityyppejä, 5 joissa toinen tai molemmat roottorin päät eivät ole suljettuja, vaan roottorivaipan kiinnitys akselilleen suoritetaan jollakin muulla sopivalla tavalla. Kuitenkaan esillä olevan keksinnön kannalta roottorin kiinnityksellä akselilleen ei ole merkitystä. Mitä tulee pinnanmuotoon niillä alueilla, joille turbulenssielementit tullaan järjestämään, valssattu roottori ei anna yhtä paljon mahdollisuuksia kuin valettu roottori. Toisin 10 sanoen on olemassa vain kaksi vaihtoehtoa, joista ensimmäinen on valmistaa yksi tai useampia halutun muotoista syvennystä roottoripintaan ja toinen on painaa syvennykset roottoripintaan. Koska painaminen voidaan kuitenkin tehdä periaatteessa roottorivaipan molemmilta puolilta, on mahdollista tehdä ulkonemia, jotka ulkonevat säteen suunnassa ulospäin muusta roottoripinnasta. Ulkonemien painamalla tehdyt 15 muodot ovat kuitenkin rajoitetumpia kuin valamalla tehdyt.

Olisi ymmärrettävä, että yllä oleva selitys käsittelee vain muutamia esillä olevan keksinnön edullisimpia suoritusmuotoja ilman mitään tarkoitusta rajoittaa keksintöä yllä kuvattuihin yksityiskohtaisiin rakenteisiin. Siten on selvää, että esimerkiksi 20 turbulenssielementtien muoto, kokoja lukumäärä roottorilla voi olla mikä tahansa, jonka roottorin suunnittelija katsoo tarkoituksenmukaiseksi. Myöskin roottorin muotoja koko voi olla mitä tahansa roottorin erityinen käyttökohde, johon se on suunniteltu, edellyttää. Siten joko koko roottoripinnalla tai vain osalla (edullisesti, mutta ei välttämättä, aksiaalisessa suunnassa) roottoripintaa voi olla alueita, joilla on tietty 25 esillä olevassa keksinnössä käsitelty pinnanmuoto. Toisin sanoen esimerkiksi joku o roottoripinnan pituussuuntaisista leikkauksista voidaan koneistaa edellä kuvatulla cm tavalla, kun taas toiselle/muille leikkaukselle/-sille järjestetään tarvittaessa ^ turbulenssielementit, jotka kiinnitetään jollakin muulla tavalla roottoripintaan. Edelleen on selvää, että keksinnön roottoria voidaan käyttää joko sisäänvirtaus- tai g 30 ulosvirtausseulojen yhteydessä. Ja lopuksi on tähdennettävä, että sana 'roottori' kattaa

CL

yllä ja patenttivaatimuksissa kaikki sellaiset laitteet järjestettynä selluloosa- ja σ> paperiteollisuuden lajitinlaitteisiin, jotka yhtäältä kehittävät turbulenssia lajiteltavaan

LO

o kuitususpensioon ja toisaalta kohdistavat lajitinlaitteeseen, kuten seulasylinteriin, o 0X1 painepulsseja. Siten aina kun 'roottori' on suhteellisessa liikkeessä suhteessa 35 lajitinlaitteeseen, turbulenssia kehittäviä ja painetta suuntaavia laitteita kutsutaan sanalla 'roottori'. Toisin sanoen myös paikallaan olevia turbulenssia kehittäviä ja 13 painetta kohdistavia laitteita järjestettyinä yhteistoimintaan pyörivien lajitinlaitteiden kanssa kutsutaan 'roottoreiksi'.

5 o δ

(M

(M

(M

(M

X

en

CL

h-·

CD

O) m oo o o

(M

Claims (23)

1. Menetelmä selluloosa-ja paperiteollisuuden lajitinlaitteen roottorin valmistamiseksi, jossa roottorissa (10) on ainakin osittain suljettu roottoripinta (14), joka on varustettu 5 ainakin yhdellä alueella (12), jonka pinnanmuoto poikkeaa muusta roottoripinnasta (14), ja ainakin yksi turbulenssielementti (30), joka on järjestetty suoraan suljetulle pinnalle (14) ja kiinnitetty poikkeavan pinnanmuodon omaavalle alueelle (12), menetelmän käsittäessä • Poikkeavan pinnanmuodon omaavan alueen (12) varustamisen ainakin yhdellä 10 harjanteella tai kohoumalla, ja • Mainitun ainakin yhden turbulenssielementin (30) varustamisen täydentävällä pohjapinnalla vastaamaan mainittua ainakin yhtä poikkeavan pinnanmuodon omaavan alueen (12) harjannetta tai ulkonemaa turbulenssielementin (30) kohdistamiseksi haluttuun kohtaan alueella (12). 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että varustetaan mainittu ainakin yksi poikkeavan pinnanmuodon omaava alue (12) kiinnityslaitteilla turbulenssielementin (30) kiinnittämiseksi siihen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että varustetaan mainittu ainakin yhden poikkeavan pinnanmuodon omaava alue (12) kiinnityslaitteilla (20), ja varustetaan mainittu ainakin yksi turbulenssielementti (30) ontelolla (32) kiinnityslaitetta (20) varten.

4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ° koneistetaan mainittu ainakin yksi alue (12) käsittämään ainakin yksi ulkonema, o esimerkiksi harjanne, ja kiinnitetään mainittu ainakin yksi turbulenssielementti (30) CM 7 mainittuun ainakin yhteen ulkonemaan. CM CM Ee 30

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Q_ ____ koneistetaan mainittu ainakin yksi poikkeavan pinnanmuodon omaava alue (12) siten, CD g että sillä on muuta roottoripintaa (14) suurempi halkaisija. 00 o o

^ 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 35 koneistetaan mainittu ainakin yksi poikkeavan pinnamuodon omaava alue (12) tasaiseksi, toisin sanoen tasomaiseksi.

7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiinnitetään kiinnityslaitteet (20) mainitun ainakin yhden alueen (12) rajojen (16) sisälle siten, että mainittu ainakin yksi turbulenssielementti (30) peittää kiinnityslaitteet 5 kaikista muista suunnista paitsi roottoripinnan peittämästä suunnasta.

8. Patenttivaatimuksen 2, 3 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiinnitetään kiinnityslaitteet (20) roottoripintaan hitsaamalla, liimaamalla, juottamalla, niittaamalla tai ruuvien tai pulttien avulla. 10

9. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiinnitetään mainittu ainakin yksi turbulenssielementti (30) kiinnityslaitteisiin (20) tai ulkonemaan ruuveilla tai tapeilla.

10. Selluloosa- tai paperiteollisuuden lajitinlaitteen roottori (10), jolla on ainakin osittain suljettu pinta (14), joka on varustettu ainakin yhdellä alueella (12), jonka pinnanmuoto poikkeaa muusta roottoripinnasta (14), joka ainakin yksi alue (12) on varustettu ainakin yhdellä suoraan suljetulle pinnalle järjestetyllä ja mainitulle ainakin yhdelle poikkeavan pinnanmuodon omaavalle alueelle (12) kiinnitetyllä ainakin yhdellä 20 turbulenssielementillä (30), tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi alue (12) on varustettu ainakin yhdellä harjanteella tai kohoumalla, ja että mainittu ainakin yksi turbulenssielementti (30) on varustettu täydentävällä pohjapinnalla vastaamaan mainittua ainakin yhtä poikkeavan pinnanmuodon omaavan alueen (12) harjannetta tai ulkonemaa. 25

° 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen roottori, tunnettu siitä, että mainitun ainakin o yhden poikkeavan pinnanmuodon omaavan alueen (12) halkaisija on suurempi kuin CNJ V muun roottoripinnan (14) halkaisija. (M (M c 30

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen roottori, tunnettu siitä, että mainittu CL ^ ainakin yksi alue (12) on tasainen, toisin sanoen tasomainen, co CD LO 00

13. Patenttivaatimuksen 10,11 tai 12 mukainen roottori, tunnettu siitä, että mainitulla ^ ainakin yhdellä poikkeavan pinnanmuodon omaavalla alueella (12) on rajat (16), ja 35 että mainittu ainakin yksi harjanne, yleisemmin sanoen mainittu ainakin yksi ulkonema, joka toimii kiinnityslaitteena mainitun ainakin yhden turbulenssielementin (30) kiinnittämiseksi roottoripinnalle, on järjestetty mainittujen rajojen (16) sisäpuolella.

14. Patenttivaatimuksen 10, 11 tai 12 mukainen roottori, tunnettu siitä, että mainitulla 5 ainakin yhdellä poikkeavan pinnanmuodon omaavalla alueella (12) on rajat (16), ja että roottoripinnalle on kiinnitetty kiinnityslaitteet (20) mainittujen rajojen (16) sisäpuolelle.

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen roottori, tunnettu siitä, että mainitussa 10 ainakin yhdessä turbulenssielementissä (30) on ontelo (32) kiinnityslaitetta (20) varten.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen roottori, tunnettu siitä, että mainitussa ainakin yhdessä turbulenssielementissä (30) on työpinta (34), kaksi sivupintaa (36', 36") ja pohjapinta (38), jossa on aukko onteloa (32) varten. 15

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen roottori, tunnettu siitä, että ainakin yhdessä mainitun ainakin yhden turbulenssielementin sivupinnassa (36', 36") on onteloon (32) avautuva aukko (40).

18. Jonkin patenttivaatimuksen 10-17 mukainen roottori, tunnettu siitä, että mainitun ainakin yhden turbulenssielementin (30) ja roottoripinnan väliin on järjestetty ainakin yksi säätölevy (50) kohottamaan mainittu ainakin yksi turbulenssielementti (30) halutulle korkeudelle.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen roottori, tunnettu siitä, että säätölevy (50) on ® kiilamainen, o CM CM

20. Patenttivaatimuksen 10 mukainen roottori, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi cm turbulenssielementti peittää noin 10-35 %, edullisesti noin 15-25 %, roottoripinnan a. 30 kehänsuuntaisesta alasta. CL h-· CD

21. Turbulenssielementti käytettäväksi patenttivaatimuksen 10 mukaisen roottorin 00 g yhteydessä, jossa turbulenssielementissä on työpinta (34), kaksi sivupintaa (36’, 36”) c\] ja pohjapinta (38), tunnettu silta, että pohjapinta (38) on roottorin ainakin yhdellä 35 harjanteella tai ulkonemalla varustettua pinnanmuotoa täydentävä turbulenssielementin kohdistamiseksi haluttuun kohtaan roottoripinnalla.

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen turbulenssielementti, tunnettu siitä, että pohjapinta (38) on varustettu aukolla turbulenssielementin sisällä olevaa onteloa (32) varten, jota onteloa käytetään kiinnittämään turbulenssielementti (30) roottorille. 5

23. Patenttivaatimuksen 21 mukainen turbulenssielementti, tunnettu siitä, että ainakin yksi sivupinnoista (36’, 36”) on varustettu aukolla onteloon (32) ulottuvaa kiinnitysruuvia tai -tappia varten. 10 o δ CM CM (M (M X cc CL N- CD CD LO 00 O O (M