FI94968C - Hakkeenmurskauslaite - Google Patents

Description

1 94968

Hakkeenmurs kaus1ai te FIiskrossningsanordning

Esillä oleva keksintö kohdistuu laitteeseen puuhakkeen käsittelemiseksi lipeän imeytymisen ja seuraavien keittovaiheiden tehostamiseksi/ ja täsmällisemmin rakenteen rikkovaan laitteeseen, jossa hakepalaset johdetaan lähekkäin toimivien telojen välistä siten, että telat kohdistavat hakepalasiin puristusvoimia.

Tyypillisessä paperinvalmistusprosessissa rungot kuoritaan ja haketetaan, jonka jälkeen yksittäiset selluloosakuidut vapautetaan hakepalasesta myöhempää käsittelyä ja lopuksi tapahtuvaa paperirainan muodostusta varten. Selluloosakuidut vapautetaan tavallisesti keittämällä puulastuja keittimissä yhdessä kemikaalien kanssa korkeissa lämpötiloissa ja paineissa kuituja yhdessä pitävän ligniinin poistamiseksi hakepalasista. Myöhemmän paperinvalmistussprosessin kannalta on suotavaa, että saaduilla kuiduilla, joista ligniini on poistettu, on oleellisesti yhdenmukaiset ominaisuudet. Liian vähän tai liikaa keitettyjen hakepalasten syntymisen minimoimiseksi keittimessä keit-tolipeän on imeydyttävä kaikkiin hakepalasiin oleellisesti samalla tavoin, niin että lämpötila, paine ja aika vaikuttavat samalla tavalla kaikkiin hakepalasiin. Tämän vuoksi aikaisemmin on havaittu edulliseksi käyttää hakkeen seulontalaitetta, joka poistaa sekä alikokoiset että ylikokoiset hakepalaset, niin että alikokoiset voidaan käsitellä erikseen ja ylikokoiset voidaan johtaa ennen keittoa hakepalasen kokoa pienentävän laitteen läpi.

Eräänä yleisesti käytettynä laitteena hakevirrasta seuloilla erotettujen ylikokoisten hakepalasten koon pienentämiseksi on hakeleikkuri. Hakeleikkurin perustoimintaan sisältyy roottori, joka toimii rummun sisällä, jossa ylikokoiset hakepalaset pakotetaan teriä vastaan ja viipaloidaan tämän avulla hyväksyttävän paksuisiksi. Esimerkki hakeleikkurista on US-paten- 2 94968 tissa 4 235 382, "Method and Apparatus for Rechipping Wood Chips", William C. Smith. Vaikka esimerkiksi US-patentissa 4 235 382 esitetyn kaltaiset hakeleikkurit pienentävät tehokkaasti ylikokoisia hakepalasia ja vähentävät siten huomattavasti liian vähän keitettyjen hakepalasten esiintymistä keittoprosessissa, hakeleikkurit, jotka eivät toimi optimaalisten suunnitteluparametrien mukaisesti, kuten esimerkiksi silloin, kun terät ovat tylsiä tai nopeus tai syöttö ovat vääriä, pyrkivät muodostamaan hienoja hiukkasia ylikokoisia hakepalasia pienentäessään. Ylikokoisiin hakepalasiin liittyvää ongelmaa pienentäessään hakeleikkurit pyrkivät siten suurentamaan alikokoisten hakepalasten tai hienojakeiden ongelmaa. Tämän vuoksi on suotavaa kehittää sellainen laite yli-kokoisten hakepalasten käsittelemiseksi, joka ei lisää hieno-jakeisiin tai alikokoisiin hakepalasiin liittyviä ongelmia.

Ylikokoisten hakepalasten käsittelemiseen puristamalla ja lipeän hakepalaseen imeytymisen muuttamiseen tämän avulla on aikaisemmin käytetty lähekkäin toimivia teloja. Esimerkkinä on US-patentti 4 050 980, "Selective Delamination of Wood Chips",

Fred L. Schmidt ja Frank J. Steffes, julk. 27.9. 1977. Tässä patentissa on esitetty hakevirran seulonta ja ylikokoisten hakepalasten johtaminen lähekkäin toimivien telojen läpi puristuksen avulla tapahtuvaa selektiivistä delaminointia varten.

US-patentissa 3 393 634, "Method and Apparatus for Loosening Fibers of Wood Chips", John M. Blackford, julk. 23.7. 1968 on esitetty lähekkäin toimivat telat ja laite hakepalasten suuntaamiseksi sivuttain telojen väliseen kitaan, jolloin telat puristavat hakepalaset niiden paksuussuuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa alkuperäisestä paksuudestaan ainakin noin viidennekseen mutta enintään noin kymmenekseen. Hake-palasten annetaan tämän jälkeen laajeta alkuperäiseen muotoonsa, jolloin niissä olevat kuidut ovat irtautuneet ja hake-palasten huokoisuus on kasvanut.

i 3 94968

Kummassakin edellä mainitussa patentissa vastakkaiset lähekkäin toimivat telat eli delaminointitelat puristavat hake-palasia niissä olevien kuitujen irroittamiseksi. Telat ovat sileitä, joten hakepalasiin kohdistuu vain puristusvaikutus, jolloin hakepalasen rakenne ei oleellisesti muutu kuitujen irtautumista lukuunottamatta.

Delaminointitelojen käyttöön liittyvänä ongelmana on alhainen tuotantoteho. Hakepalaset pyrkivät jäämään telojen yläpuoliseen taskuun ja erikoisesti suuret hakepalaset, joissa dela-minointia tarvitaan eniten, pyrkivät kellumaan telojen välissä telaparin yläosassa joutumatta vedetyiksi telojen läpi.

Eräs tyypillinen hakepalasten rakenteen rikkova laiterakenne on esitetty John A. Oldhamin artikkelissa julkaisussa APPITA, heinäkuu 1983, nidos 37, numero 1. Sivun 65 ensimmäisen palstan viimeisessä kappaleessa rakenteen rikkovan laitteen on esitetty sisältävän "tasaiset, kromipintaiset, erittäin jäykät telat". Edellä mainittua ongelmaa, joka liittyy suurten hake-palasten kulkuun nipin läpi, on käsitelty sivun 66 ensimmäisessä kappaleessa. Suuret hakepalaset "jäivät ueein menemättä sileiden telojen väliin; telojen pinta liukui hakepalasten päällä". Tämän jälkeen on esitetty, että telojen päälle jääneet hakepalaset estivät seuraavien hakepalasten syöttöä aiheuttaen paakkuuntumista tai holvautumista. Sivun 66 kolmannessa kappaleessa on käsitelty ratkaisua, jossa telan akselin suuntaisesti leikattiin noin 10 mm välein pieniä, vain yhden millimetrin syvyisiä uria. Karkeampia telan pintoja ei ole pidetty sopivina, koska ne aiheuttaisivat liian paljon kuitujen vaurioitumista. Telan pinnan tekemisen yleisesti karkeammaksi on myös selitetty todennäköisesti parantavan syötön luotettavuutta.

D. Lachenal, P. Monzie ja C. deChoudens ovat esittäneet analyysin hakepalasten rakenteen rikkomisen tai delaminoinnin vaikutuksista konferenssissa 1984 TAPPI Pulping Conference. Artikkelissa käsitellyissä kuidutuskokeissa käytetyssä laitteessa te- i , 94968 4 lat olivat jälleen Bileitä ja hakepalasia puristettiin kokoon.

Aikaisemmin tunnettua rakenteen rikkomista tai delaminointia ei ole hyväksytty standardiprosessiksi kuidutustoimituksissa, oletettavasti pääasiassa delaminointilaitteiden pienten kapasiteettien, epätasaisten tulosten ja myöhempien keitto-prosessiin kohdistuvien vaikutusten vuoksi.

Esillä olevan keksinnön yhtenä päätarkoituksena on siten saada aikaan laite ylikokoisten hakepalasten käsittelemiseksi tavalla, joka pienentää tarvittavaa keittoaikaa, jotta käsiteltyjen ylikokoisten hakepalasten delignifikaatiotaso saataisiin tämän avulla samanlaiseksi kuin pienemmillä hakepalasilla samanlaisen delignifikaatioprosessin aikana siten, että saaduilla massoilla on samanlaiset ominaisuudet.

Esillä olevan keksinnön toisena tarkoituksena on saada aikaan laite ylikokoisten hakepalasten käsittelemiseksi nopeasti ja tehokkaasti suurella käsittelynopeudella, samalla kuin laitteen tukkeutuminen minimoidaan.

Esillä olevan keksinnön vielä eräänä tarkoituksena on saada aikaan hakkeenkäsittelylaite, joka rikkoo tai murtaa ylikokoi-sia hakepalasia kehittämättä lisää hienoja hiukkasia tai tikkuja ja joka on yksinkertainen käyttää siten, että siinä tarvitaan mahdollisimman vähän säätöjä optimaalisen toiminnan s aavuttamis eks i.

Esillä olevan keksinnön vielä eräänä tarkoituksena on saada aikaan laite hakkeen käsittelemiseksi, joka nopeuttaa lipeän imeytymistä erikoisesti suuriin hakepalasiin ja laite hake-palasten rakenteen rikkomiseksi, joka ei ole riippuvainen hakepalasten tietystä suuntauksesta lähekkäin toimivien telojen välissä.

Nämä ja muut tavoitteet saavutetaan esillä olevassa keksinnössä lähekkäin toimivilla vastakkain pyörivillä teloilla, joissa

S

5 94968 on erittäin aggressiiviset pinnat. Eräässä edullisessa ratkaisussa teloissa on niiden pintoihin työstetyt pyramidin muotoisten ulokkeiden matriisit. Eräässä edullisessa suoritusmuodossa pyramidien huiput ovat noin 13 mm (V tuuman) päässä toisistaan ja koneistuksen syvyys yksityisen pyramidin huipusta pohjaan on noin 6 mm (% tuumaa). Telojen huiput voidaan sijoittaa toiminnan aikana huiput vastakkain kohdistetuiksi tai huiput uraan kohdistetuiksi. Käytössä hakepalaset murtuvat kuituorientaation suuntaa pitkin ja esillä olevan keksinnön laitteessa hakepalaset rikkoutuvat tässä suunnassa riippumatta siitä, kuinka hakepalanen tulee telojen väliseen nippiin.

Esillä oleva keksintö eroaa rakenteen rikkovien laitteiden tai delaminointilaitteiden tavanomaisesta ajattelusta siten, että siinä käytetään erittäin aggressiivista pintaa ei yksinomaan puristamaan hakepalasia, vaan itse asiassa hakepalasen rikkomiseen tai murtamiseen tavallisesti hakepalasen paksuussuun-nassa. Aikaisemmin tällaisen hakepalasen rikkomisen on uskottu olevan epäedullista.

Esillä olevan keksinnön muut tavoitteet ja edut ilmenevät seu-raavasta yksityiskohtaisesta selityksestä ja oheisesta piirustuksesta.

Kuvio 1 on päätyieikkauskuvanto esillä olevan keksinnön s i s ältäväs tä hakkeenmurs kaus1ai ttees ta, kuvio 2 on pystyieikkauskuvanto kuviossa 1 esitetystä hakkeenmurs kaus laitteesta yleisesti kuvion 1 viivaa II - II pitkin, kuvio 3 on perspektiivinen kuvanto esillä olevan keksinnön *' sisältävän hakkeenmurskauslaitteen toisen telan pinnan osasta, kuvio 4 on osittainen päätykuvanto esillä olevan keksinnön sisältävän hakkeenmurskauslaitteen toisesta telaparista, jossa on esitetty eräs vierekkäisten telojen kohdistustapa, 94968 6 kuvio 5 on kuviota 4 vastaava osittainen päätykuvanto, jossa kuitenkin on esitetty toinen telojen kohdistustapa/ kuvio 6 on vielä eräs kuvioita 4 ja 5 vastaava osittainen päätykuvanto, jossa kuitenkin on esitetty vielä eräs telojen kohdi s tus tapa.

Tarkasteltaessa piirustuksia ja erikoisesti kuviota 1, viitenumerolla 10 on osoitettu esillä olevan keksinnön sisältävä hakkeenmurskauslaite. Laite 10 vastaanottaa hakkeen jakelu-laitteelta 12, joka syöttää yleisesti viitenumerolla 14 osoitetun tasaisen hakevirtauksen ylä- ja alatelapareille 16 ja 18. Telaparit 16 ja 18 on sijoitettu koteloon 20, jossa on huippuaukko 22, jonka kautta hake 14 tulee sisään, ja pohja-aukko 24, jonka kautta käsitelty hake virtaa laitteesta.

Hakkeen tulovirtaus 14 johdetaan ohjauslevyillä 26 ja 28 ylätelapariin 16 ja ylätelaparin kautta kulkeva hake johdetaan ohjauslevyillä 30 ja 32 alatelapariin 18. Ei esitetty sopiva kuljetuslaite kuljettaa käsitellyn hakkeen laitteesta 10 seuraaviin prosessivaiheisiin.

Ylätelapari 16 sisältää telat 40 ja 42, jotka ovat pienen välimatkan päässä toisistaan ja jotka ovat vastakkaisiin suuntiin käytettyjä, niin että telojen välisessä ylätaskussa pinnat kulkevat lähekkäin olevien telojen 40 ja 42 muodostamaa kapeata aluetta kohti, kuten nuolilla 44 ja 46 on osoitettu.

Alatelapari 18 sisältää telat 50 ja 52, jotka ovat pienen välimatkan päässä toisistaan ja jotka ovat vastakkaisiin suuntiin käytettyjä, niin että telojen välisessä ylätaskussa pinnat kulkevat lähekkäin olevien telojen 50 ja 52 muodostamaa ... kapeata aluetta kohti, kuten nuolilla 54 ja 56 on osoitettu.

Jokainen teloista 40, 42, 50 ja 52 on laakeroitu sopivalla tavalla yleisesti viitenumerolla 60 osoitetuilla laakereilla koteloon 20, ja laite on varustettu käyttölaitteistolla 62 telojen pyörittämistä varten. Käyttölaitteistoon 62 voi 7 94968 sisältyä moottori 64 tai muu tehonlähde ja voimansiirtoiait-teisto 66. Voimansiirtolaitteisto 66 voi käyttää kumpaakin telaa. On kuitenkin havaittu, että esillä olevan keksinnön eräissä sovelluksissa riittää, kun vain jokaisen telaparin toinen tela on käytetty. Jokaisen telaparin vastatela, joka on vastapäätä käytettyä telaa, voi olla yksinkertaisesti vapaasti pyörivä ja tällä tavoin koneen toiminnan tarvitsema energia pienenee, koska kun laitteeseen ei virtaa haketta, vain jokaisen telaparin toinen tela on käytettynä. Kun laitteeseen tulee hakepalasia ja ne kiilautuvat käytetyn ja vapaasti pyörivän telan väliin, vapaasti pyörivä tela pyörii auttaen hakepalasten murskaustoimintaa ja niiden läpikulkua.

Jakelulaitteeseen 12 sisältyy kotelo 70, jossa on aukko 72 hakkeen vastaanottamiseksi ei esitetyltä hakkeensyöttölait-teelta, jakeluruuvi 74 hakevirtauksen tasoittamiseksi pitkin jakelulaitetta ja jakeluristikko 76, jonka läpi hakepalaset kulkevat jakelulaitteelta 12 ensimmäiselle telaparille 16. Jakeluruuvia 74 käyttää kohdassa 78 sopiva teholähde ja ruuvi on laakeroitu laakereilla 80 koteloon 70.

Alan ammattimiehelle on selvää, että esillä olevan keksinnön hakkeenmurskauslaitteen kuvioissa 1 ja 2 esitetty järjestely on vain yksi esimerkki sopivasta järjestelystä. Joissain asennuksissa saattaa olla suotavaa käyttää vain yhtä telaparia tai käyttää useampaa kuin kahta telaparia, ja haketta tela-parille tai -pareille syöttävä laite voi olla eri tyyppinen kuin edellä selitetty jakelulaite 12.

Esillä olevassa keksinnössä käytettyjen telojen pinnat eroavat aikaisemmin hakepalasten delaminointiin käytettyjen telojen ♦· pinnoista siten, että esillä olevan keksinnön telapinnat on profiloitu aggressiivisesti. Kuviossa 3 esitetyssä suoritusmuodossa telan pinnassa on matriisi pyramidin muotoisia kohoutumia 100, jotka on muodostettu koneistamalla telan pintaan kehän suuntaisia v-muotoisia uria 102 ja akselin suuntaisia v-muotoisia uria 104 kohtisuoraan toisiinsa nähden.

8 94968 Näiden toistensa leikkaavien urien koneistus muodostaa nelisivuisia pyramideja, jotka suuntautuvat säteen suuntaisesti ulospäin telan pinnalta. Jokaisessa ulokkeessa 100 on huippu 106, jonka muodostaa telan koneistettuun pintaan jäänyt materiaali, ja pohja 108, jonka määrää toistensa leikkaavien urien 102 ja 104 syvyys koneistetussa materiaalivyöhykkeessä. Telaparien molempien telojen pinnan muoto on normaalisti samanlainen. Saattaa kuitenkin olla suotavaa tehdä jokaisen telaparin toinen tela sileäksi tai muulla tavalla enemmän tai vähemmän aggressiivisesti profiloiduksi pinnaksi kuin tela-parin toisen telan pinta.

Eräässä rakenteessa, jonka on havaittu toimivan edullisesti, muodostettiin telan pinta, jossa huiput 106 olivat noin 13 mm (% tuuman) päässä toisistaan, ja jokainen huippu muodostui noin 40 mm2 (1/16 neliötuuman) suuruisesta tasopinnasta.

Jokaisen pyramidin syvyys huipusta 106 pohjaan 108 oli 6 mm.

Edellä selitetyissä piirustuksissa kuvattua hakepalasten rakenteen rikkovaa laitetta käytettäessä jakelulaitteelle 12 syötetään haketta ja jakelulaitteelta 12 hake syötetään tasaisesti ensimmäisen telaparin 16 aksiaaliselle pituudelle. Jakelu-laitteeseen 12 tuleva hake voi tulla aikaisemmasta seulonta-vaiheesta ja sisältää vain aikaisemmassa seulontavaiheessa erotettuja ylikokoisia hakepalasia tai koko kuidutusprosessin hakevirtaus voidaan käsitellä esillä olevan keksinnön laitteen läpi. Eräissä muissa sovelluksissa saattaa olla edullista erottaa kokonaishakevirtauksesta vain alikokoiset hakepalaset ja käsitellä tämän jälkeen sekä ylikokoiset että hyväksyttävän kokoiset hakepalaset esillä olevan laitteen läpi.

'1' Esillä olevan keksinnön eräänä merkittävänä etuna on se, että telojen erittäin aggressiivinen pinta pienentää huomattavasti tai käytännöllisesti katsoen kokonaan poistaa aikaisemmin todetun ongelman, joka aiheutuu siitä, että hakepalaset eivät tule vedetyiksi telojen väliin, vaan jäävät erikoisesti ylisuurten hakepalasten tapauksessa kellumaan telojen päälle i 9 94968 telojen liukuessa niitä pitkin. Esillä olevan laitteen läpi voi siten kulkea suuri haketilavuus, mikä mahdollistaa massa-tehtaan koko hakevirtauksen käsittelyn, millä saatetaan jopa välttää ylikokoisten hakepalasten erotus seulomalla. Jos sekä hyväksyttävän kokoiset että ylikokoiset hakepalaset voidaan johtaa laitteen läpi, ylisuuria hakepalasia on tarpeetonta erottaa myöhempää käsittelyä varten. Oikean telavälin ansiosta pienet ja hyväksyttävän kokoiset hakepalaset kulkevat laitteen läpi oleellisesti ilman käsittelyä, samalla kun vain ylikokoiset rikkoontuvat. Hyväksyttävän kokoiset ja käsitellyt ylikokoiset hakepalaset reagoivat kuitenkin käsittelyn jälkeen samalla tavalla kuidutukseen.

Jakelulaitteelta 12 hake tulee telaparin yläpuoliseen alueeseen. Telat voivat olla erikseen käytettyjä ja niiden asennot voi olla ohjattu siten, että huiput ja urat on kohdistettu vastakkain siten kuin kuviossa 4 on esitetty. Vaihtoehtoisesti joissakin prosesseissa ja eräillä puulastutyypeillä on suotavaa säätää telan kohdistus sellaiseksi, että huiput ovat vastakkain siten, kuin kuviossa 5 on esitetty. Eräissä toisissa prosesseissa, joissa halutaan huomattavaa puristusta rikkomisen lisäksi, tai prosesseissa, joissa hyväksyttävä hakepalasen paksuus on erittäin ohut, kuviossa 6 esitetyn mukainen lähekkäin lomittuva huipun kohdistus uraan saattaa olla suotava. Vielä eräissä prosesseissa, erikoisesti silloin, kun laitteen tehonsyöttö on tehtävä mahdollisimman pieneksi, vain jokaisen telaparin toinen tela on käytetty ja toinen tela pyörii yksinkertaisesti vapaasti. Hakepalasten lähestyessä teloja ja puristuessa niiden väliin käytetty tela käyttää vapaasti pyörivää telaa niiden väliin puristuvan puun muodostavan käyttävän kytkennän välityksellä.

• ·

Kun hakepalaset kulkevat telaparien välistä, hakepalaset pyrkivät rikkoutumaan tai halkeamaan hakepalasen kuituorien-taation suuntaisesti hakepalasten suuntauksesta riippumatta. Tämä pitää paikkansa riippumatta siitä kulkeeko hakepalanen telojen välistä pitkittäin tai päittäin.

10 94968 Käytettäessä kuvioissa 4 ja 6 esitetyn mukaista huipun kohdistamista uraan ja noin 13 mm (% tuuman) päässä toisistaan olevia noin 6 mm korkuisia pyramidin muotoisia ulokkeita hake-palasiin syntyvät halkeamat esiintyvät noin 6 mm (% tuuman) välein. Tämä muodostuneiden halkeamien välimatka vastaa suunnilleen tyypillistä kuidutusprosessien hyväksyttävää lastun paksuutta. Hakepalasten rikkominen kehittää hakepalasten isoihin pintoihin aukkoja, jotka auttavat lipeän imeytymistä. Mahdollisen kuitujen irtautumisen lisäksi, jota puristus saattaa aiheuttaa, lipeän imeytymistä hakepalaseen auttavat halkeamien muodostamat todelliset fysikaaliset aukot. Materiaalin siirtyminen halkeaman lähellä on yleensä suurempaa paksuissa hake-palasissa kuin ohuissa hakepalasissa ja siten lipeän imeytymis-aukko on vähemmän estynyt paksuissa hakepalasissa kuin ohuissa hakepalasissa, mikä tasaa lipeän imeytymisnopeuksia paksuissa ja ohuissa hakepalasissa. Koska telat ovat välimatkan päässä toisistaan, hakepalasen sydän ei siirry ja jopa erittäin paksujen hakepalasten tapauksessa, vaikka pinnan siirtymä halkeamien lähellä saattaa olla huomattava ja hakepalasen yleinen muoto voi hieman muuttua, hakepalasen yhtenäisyys ei vaarannu ja hakepalanen säilyy kokonaisena ilman tikkujen, hienojakeiden tai katkenneiden hakepalasten muodostumista.

Käytettäessä yhtä useampaa päällekkäin sijoitettua telaparia, siten kuin kuvioissa 1 ja 2 on esitetty, alempien telaparien telaväli saattaa olla edullista tehdä kasvavasti pienemmäksi. Tällä tavoin ylätelat puristavat ja/tai murtavat paljon ylikokoiset hakepalaset hyväksyttävien ja vähän ylikokoisten hakepalasten kulkiessa näiden telojen läpi. Seuraavat tela-parit jatkavat paljon ylikokoisten hakepalasten käsittelyä ja • käsittelevät vähän ylikokoisia hakepalasia.

Esillä olevan keksinnön yhdellä telaparilla, joissa vierekkäisten telojen ulokkeet olivat kuviossa 6 esitetyllä tavalla keskenään lomittuneita, käsitellylle hakkeelle on suoritettu 1 aboratiokuidutustutkimuksia. Vertailuna yksi näyte oli 11 94968 käsittelemätön ja eräitä toisia näytteitä viipaloitiin tavanomaisilla hakepalasen paksuuden leikkaustekniikoilla.

Esillä olevan keksinnön hakkeenmurskauslaitteessa käsiteltiin useita erilaisia näytteitä. Useita näytteitä käsiteltiin käsittelyssä, jota kutsutaan "kevyeksi käsittelyksi" ja muita käsiteltiin "voimakkaassa käsittelyssä". Kevyessä käsittelyssä ulokkeiden väli oli 6 mm alueella, jossa kummankin telan ulokkeet ovat lähimmillään. Voimakkaassa käsittelyssä eri telojen ulokkeiden välimatka lähimmillään oli 3 mm. Seuraa-vassa taulukossa 1 on esitetty yhteenvetona ominaisuudet eri näytteille, joille kuidutustutkimuksia tehtiin.

TAULUKKO 1 (Näytteen ominaisuudet) Näyte Laji Käsittely 1 mänty ei käsitelty 2 mänty kevyt 3 mänty voimakas 4 mänty viipaloitu 5 mänty/kuusi viipaloitu 6 mänty/kuusi voimakas Näytteet eroteltiin jakeisiin Rader Companies CC2000 Chip Classifier-lajittimessa. Näytteet jaettiin hienoj akeeseen, joka menee 3 mm pyöreän reiän läpi, tikkuihin, jotka olivat 0 - 2 mm paksuja, aksepteihin, jotka olivat 2 - 8 mm paksuja, kaikkiin ylipaksuihin, jotka olivat suurempia kuin 8 mm, ja erittäin paljon ylipaksuihin, jotka olivat suurempia kuin 14 mm. Taulukossa 2 on esitetty yhteenvetona kunkin näytteen paksuusominaisuudet.

12 94968 TAULUKKO 2 (Paksuusluokitus prosentteina) Näyte 14 mm 8 mm 2-8 mm 0-2 mm Hienojae 1 46, 2 82, 4 17, 5 0 0 2 16, 0 50, 0 33, 0 0, 7 0,3 3 8, 8 53,6 44,8 0, 8 0,8 4 0 4, 5 91, 5 3, 1 0,9 5 0, 4 7, 1 84, 8 5, 4 2,7 6 29, 2 84, 8 15, 2 0 0

Kaikissa näytteissä paitsi niissä, joissa ylikokoiset hake-palaset viipaloitiin, ainakin 50 % kunkin näytteen hakepala-sista oli suurempia kuin määrätty suurin hyväksyttävä paksuus 8 mm. Useihin näytteisiin sisältyi suuri prosenttiosuus runsaasti 14 mm ylittäviä ylipaksuja hakepalasia.

Näytteitä keitettiin laboratorioeräkeittimessä käyttämällä kraft-keittoprosesseja. Useita näytteitä keitettiin eri erissä kahdessa eri keitto-olosuhteessa. Erästä erää keitettiin käyttämällä näytteiden 3 ja 4 15%/85%-hakesekoitusta. Kullekin erälle käytetyt keitto-olosuhteet ja hakenäytetyyppi on esitetty seuraavassa taulukossa 3.

13 94968 TAULUKKO 3 (Kui dutus oios uhteet)

Teh. alkali Saanto %

Maks. paine % /Jäänn. Kok./Rej./ Näyte Min. /P. S. I. puu/(g/e) Seulottu Kappaluku 1 50/105 15, 8/14, 3 52, 5/16, 5/36, 0 48,4 2 50/105 15, 8/14, 3 46, 3/0, 8/45, 5 44,7 2 70/112 16, 1/13, 8 44, 1/0, 4/43, 7 30,1 4 70/112 16, 1/13, 6 44, 9/0, 9/44, 0 32,8 3 50/112 16, 2/13, 9 45, 3/0, 5/44, 8 40,6 3 60/105 15, 8/13, 7 47, 0/0, 7/46, 3 44,6 4 60/105 15, 8/13, 7 49, 2/2, 7/46, 9 48,3 3/4 50/112 16, 4/14, 3 45, 8/1, 6/44, 2 38,0 5 50/112 15, 9/12, 6 46, 3/4, 5/41, 8 46,8 6 50/112 15, 9/12, 6 49, 2/5,0/44, 2 45,2

Massan lujuusominaisuudet laskettiin, sen jälkeen kun keitettyjä massoja oli jauhettu nopeudella 3000 kierrosta. Nämä tulokset on esitetty taulukossa 4.

TAULUKKO 4 (Luj uus omi nai s uudet vaikai s emattomana)

Katkeamis-

Jauh. aste pituus % Näyte (CSF) Huokoisuus (km) Venyy. Repäisy Mullen 1 600 606 7, 7 3, 7 246 138 2 600 655 7, 7 3, 9 195 120 2 534 312 7, 9 3, 8 200 121 4 543 262 7, 9 3, 8 230 134 3 540 264 7, 8 3, 5 187 121 3 540 264 7, 8 3, 5 187 120 4 570 307 7, 6 3, 1 217 135 3/4 572 336 7, 9 3, 8 238 134 5 543 141 9, 8 3, 8 189 161 6 581 192 9, 1 3, 8 172 148 14 94968

Kuten taulukosta 4 havaitaan, esillä olevan keksinnön hakkeen-murskausprosessi ei käytännöllisesti katsoen vaikuta katkea-mispituuteen ja venyvyyteen. Sekä viipaloiduista että rikotuista hakepalasista saatiin samanlaiset lujuusominaisuudet. Repäisylujuus ja Mullen-puhkaisulujuus olivat kuitenkin rikotuilla hakepalasilla pienempiä. Pienempi repäisylujuus saatiin koko tutkitulla jauhatusastealueella, pienin repäisylujuus saatiin voimakkaasti käsitellyistä hakepalasista. Sen sijaan viipaloituihin hakepalasiin sekoitettuna tuloksena oleva repäisylujuus, joka saatiin näytteitä 3 ja 4 yhdistelemällä muodostetuista massoista, oli suurempi kuin viipaloiduin a hakepalasilla (näyte 4). Rikottujen hakepalasten ja tavanomaisten kuidutukseen tarkoitettujen hakepalasten sekoitukset ovat siten todennäköisesti hyväksyttäviä.

Saannon osalta esillä olevan keksinnön mukaisella laitteella käsitellyistä hakepalasista saadut massat sisälsivät erittäin pienet rejektitasot ja oleellisesti vähemmän rejektejä kuin viipaloiduista hakepalasista saatu massa. Keittimen kokonaissaanto oli kuitenkin jonkin verran alempi esillä olevan keksinnön mukaan käsitellyille hakepalasille. Tämän uskotaan kuitenkin olevan vähemmän merkitsevää, kun sitä verrataan hyväksyttävien kuitujen saantoprosenttiin.

Voidaan todeta, että esillä oleva keksintö muodostaa ylikokois-ten hakepalasten käsittelyvälineen, jolla saadaan hyväksyttävää, käyttökelpoista massaa, jonka ominaisuudet ovat samanlaisia kuin hyväksyttävän kokoisista hakepalasista saaduilla massoilla. Esillä olevan keksinnön laite pienentää samalla oleellisesti hienojakeen ja rejektikuitujen muodostumista ver-. rattuna hakepalasiin, joita on käsitelty tavanomaisilla viipalointi tekniikoilla, tai käsittelemättömistä hakepalasista saatuihin massoihin. Esillä olevan keksinnön yksinkertainen toiminta tekee sen edulliseksi hakeleikkureihin verrattuna, jotka vaativat useammin säätöä oikean toiminnan saavuttamiseksi.

S

15 94968

Vaikka tässä on kuvattu ja selitetty yksityiskohtaisesti eräs laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, sitä voidaan muuttaa eri tavoin esillä olevan keksinnön piiristä poikkeamatta.

Claims (20)

1. 94968
2. 1. Laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, johonka laitteeseen sisältyy: ensimmäinen ja toinen tela (40, 42 tai 50, 52), jotka on sijoitettu toimimaan pyörivästi oleellisesti yhdensuuntaisiksi ja ennalta valitun välimatkan päähän toisistaan puristusvoiman kohdistamiseksi niiden välistä kulkeviin hakepalasiin, välineet (12) hakevirtauksen (14) syöttämiseksi ensimmäiselle ja toiselle telalle (40, 42 tai 50, 52) ja hakkeen jakelemiseksi pitkin ensimmäisen ja toisen telan (40, 42 tai 50, 52) aksiaalista ulottuvuutta, jolloin ensimmäisestä ja toisesta telasta (40, 42 tai 50, 52) ainakin yksi on yhdistetty välineisiin (62) mainitun ainakin yhden telan pyörittämiseksi pituusakselinsa ympäri, tunnettu siitä, että ainakin yhdessä teloista on aggressiivisesti profiloitu telan pinta (100), johon sisältyy ulospäin suuntautuvien erillisten ulokkeiden matriisi, joiden ulokkeiden korkeus vastaa oleellisesti haluttua hakepalasen paksuutta, mikä aikaansaa .. hakepalasten rikkoutumisen ensisijaisesti hakepalasen kuitujen suuntaisesti, kun hakepalaseen kohdistuu puristusvoima hakepalasten kulkiessa ensimmäisen ja toisen telan välistä.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, tunnettu siitä, että ensimmäisestä ja : toisesta telasta yksi on kytketty välineisiin, jotka pyörittä vät telaa pituusakselinsa ympäri ja toinen teloista on laakeroitu laakereihin (60) ja niissä vapaasti pyöriväksi.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen tela ovat molemmat samalla tavalla aggressiivisesti •» 94968 profiloituja hakepalasten saattamiseksi rikkoutumaan, kun niihin kohdistuu puristusvoima hakepalasten kulkiessa ensimmäisen ja toisen telan välistä.
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja toisen telan aggressiivisesti profiloidut pinnat muodostuvat telapinnalla olevien pyramidin muotoisten ulokkeiden (100) matriisista. 4
6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, tunnettu siitä, että pyramidit (100) ovat välittömästi vierekkäin.
7. 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, tunnettu siitä, että molempien ensimmäisen ja toisen telan pyörintä kummankin asianomaisen pituus-akselin ympäri on ohjattu ja telat on kohdistettu siten, että pyramidit (100) on kohdistettu oleellisesti suhteeseen, jossa huippu (106) asettuu huippua (106) vastaan alueella, jossa ensimmäinen tela on lähimpänä toista telaa.
8. 7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, tunnettu siitä, että molempien ensimmäisen ja toisen telan pyörintä kummankin asianomaisen pituus-akselin ympäri on ohjattu ja telat on kohdistettu siten, että pyramidit (100) on kohdistettu oleellisesti suhteeseen, jossa huippu (106) asettuu uraa (102, 104) vastaan alueella, jossa ensimmäinen tela on lähimpänä toista telaa. ’ 8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, tunnettu siitä, että telat on sijoitettu riittävän lähelle toisiaan siten, että toisen telan pyramidin muotoiset ulokkeet (100) lomittuvat toisen telan pyramidin muotoisten ulokkeiden (100) väliin. 94968
9. 9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, tunnettu siitä, että pyramidin muotoiset ulokkeet (100) ovat ainakin 5 mm korkeita mitattuna ulokkeen huipusta (106) ulokkeen pohjaan (108).
10. 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite hakepalasten rakenteen rikkomiseksi, tunnettu siitä, että aggressiivisesti profiloituun telaan sisältyy telan pinnasta oleellisesti säteen suuntaisesti ulospäin suuntautuvien pyramidin muotoisten ulokkeiden (100) matriisi.
11. 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite kuitujen irroittami-seksi hakepalasissa, joka laite on sovitettu johtamaan ainakin ylikokoiset hakepalaset lähekkäin toimivien telojen välistä puristusvoiman kohdistamiseksi hakepalasiin, tunnettu siitä, että siihen sisältyy parannuksena: että ainakin yhdessä teloista (40, 42; 50, 52) on erittäin aggressiivisesti profiloitu telan pinta, johon sisältyy oleellisesti säteen suuntaisten erillisten ulokkeiden matriisi telojen välistä kulkevien hakepalasten rikkomiseksi, jotka ulokkeet ovat välimatkan päässä toisistaan halkeamien muodostamiseksi hakepalasiin, jotka halkeamat ovat oleellisesti haluttua hakepalasen paksuutta vastaavan välimatkan päässä : : toisistaan ja jotka halkeamat ovat hakepalasen pinnassa ole via, hakepalasen paksuussuuntaan yleisesti kuitusuunnan suuntaisiksi muodostettuja erillisiä aukkoja.
12. 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite kuitujen irroittami-seksi hakepalasissa, tunnettu siitä, että yksi telois- J*. ta on kytketty välineisiin (62) mainitun yhden telan pyörittämiseksi pituusakselinsa ympäri ja toinen teloista on laakeroitu sopivasti laakereihin (60) vapaasti pyöriväksi.
13. 13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite puulastujen irroit-tamiseksi hakepalasissa, tunnettu siitä, että molemmat • · 94968 telat ovat erittäin aggressiivisesti profiloituja siten, että niissä on erillisiä säteen suuntaisia ulokkeita hakepalasten rikkomiseksi hakepalasen paksuussuunnassa.
14. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite kuitujen irroittami-seksi hakepalasissa, tunnettu siitä, että jokainen teloista on kytketty välineisiin (62) telojen pyörittämiseksi pituusakseliensa ympäri.
15. 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite kuitujen irroittami-seksi hakepalasissa, tunnettu siitä, että telojen erittäin aggressiivisesti profiloituihin pintoihin sisältyy teloista oleellisesti säteen suuntaisesti ulospäin suuntautuvia pyramidin muotoisia ulokkeita (100) .
16. 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite kuitujen irroittami-seksi hakepalasissa, tunnettu siitä, että pyramidit (100) ovat likimain 13 mm (¾ tuuman) päässä toisistaan telalla ja pyramidit ovat ainakin noin 5 mm korkeita pyramidin huipusta (106) pyramidin pohjaan (108).
17. 17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite kuitujen irroitta- miseksi hakepalasissa, tunnettu siitä, että toisen telan pyramidin muotoisten ulokkeiden (100) huiput (106) ovat • oleellisesti kohdakkain toisen telan pyramidin muotoisten ulokkeiden (100) huippujen kanssa alueella, jossa telojen välimatka on pienin.
18. 18. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite kuitujen irroitta- miseksi hakepalasissa, tunnettu siitä, että toisen telan pyramidin muotoiset ulokkeet (100) kohdistuvat oleellisesti toisen telan pyramidin muotoisten ulokkeiden (100) väliin alueella, jossa telojen välimatka on pienin. 94968
19. 19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite kuitujen irroittami-seksi hakepalasissa, tunnettu siitä, että telat on sijoitettu lähekkäin välimatkan päähän toisistaan ja toisen telan pyramidin muotoiset ulokkeet (100) lomittuvat toisen telan pyramidin muotoisten ulokkeiden (100) väliin.
20. 20. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite kuitujen irroittami- seksi hakepalasissa, tunnettu siitä, että mainitun ainakin yhden telan erittäin aggressiivisesti profiloitu pinta sisältää pyramidin muotoisia ulokkeita (100), jotka on muodostettu leikkaamalla kehän suuntaisia ja pitkittäisiä uria (102, 104) oleellisesti sileäpintaiseen telaan pyramidien (100) ollessa telan materiaalia, joka on jäänyt jäljelle urien (102, 104) leikkaamisen jälkeen, jolloin jokainen pyramideista (100) on likimain 13 mm (¾ tuuman) päässä viereisistä pyramideista ja jokainen pyramideista (100) on likimain 5 mm korkea pyramidin (100) huipusta (106) oleellisesti uran (102, 104) poh jalla olevaan pyramidin (100) pohjaan (108) . • · • · 94968