FI102093B

FI102093B - Rainan viimeistelyosa paperikoneessa

Info

Publication number: FI102093B
Application number: FI970904A
Authority: FI
Inventors: Jukka Kilpiae; Jyrki Rantanen; Sirkka Lehtonen
Original assignee: Valmet Corp
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 1998-10-15
Also published as: WO1998039515A1; JP2000509775A; EP0901535B1; EP0901535A1; DE69803523T2; ATE212394T1; FI970904A0; FI102093B1; DE69803523D1; AU6103198A

Description

102093

Rainan viimeistelyosa paperikoneessa Finishprocessenhet för banan i en pappersmaskin 5 Keksinnön kohteena on rainan viimeistelyosa paperikoneessa, joka käsittää ainakin yhdestä tai useammasta kuivatusryhmästä muodostetun kuivatusosan, kalanterin ja rullaimen.

Paperikoneiden viimeistelyosissa on tunnetuissa sovelluksissa sekä kalanteria ennen että 10 erityisesti kalanterilta rullaimelle rainalla pitkät oleellisesti vapaat 1. tukemattomat viennit, mikä kasvattaa paperikoneen viimeistelyosan pituutta olennaisesti ja vaatii päänvientiköydet rainan pään viemiseksi. Lisäksi näiden vientien kohdalle on sijoitettu erilaisia laatumittareita paperirainan laadun mittaamiseksi ja valvomiseksi. Kustannuksia on luonnollisesti aiheuttanut myös vientien edellyttämät paperinohjaustelat. Paperirainan 15 pitkät viennit ovat siis myös edellyttäneet päänvientiköydet ja niihin liittyvät laite- ja muut järjestelyt, joilla paperirainan reunanauha kuljetetaan päänviennin aikana vaiheesta toiseen, mikä edelleen on lisännyt laitteistokustannuksia.

Keksinnön päämääränä on luoda paperikoneen viimeistelyosa, jossa edellä kuvatut 20 ongelmat on eliminoitu tai ainakin minimoitu.

4 4 4 · 4 4 4 4 4 i i i

Keksinnön päämääränä on myös saada aikaan paperikoneen viimeistelyosa, jossa v · viimeistelyosan pituutta saadaan lyhennettyä verrattuna nykyisiin ratkaisuihin.

• · · • · • · • « · • · • · : 25 Edellä esitettyjen ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on keksinnön • · 4 mukaiselle paperikoneen viimeistelyosalle pääasiallisesti tunnusomaista se, että kalanteri „ on sijoitettu ainakin osittain rullaimen tampuurivaraston alapuolelle siten, että rullain on • · sijoitettu olennaisen välittömästi kalanterin jälkeen, jolloin raina johdetaan suoraan • · · • » · kalanteroimisnipistä rullaussylinterille, tai olennaisen lyhyen välimatkan päähän kalante- « · <•4 : ·' 30 rista, jolloin raina johdetaan yhden rainaa tukevan ja/tai levittävän ohjauselimen kautta » · ' ·; ·' rullaussylinterille.

• · · • · 2 102093

Keksinnön mukainen jäijestely mahdollistaa köydettömän päänviennin, koska pitkiä lukemattomia vientejä ei ole, jolloin päänvientiin voidaan käyttää esimerkiksi rainan täysleveään vientiin sopivia ohjauspeltejä ja/tai vastaavia. Esimerkiksi sovelluksessa, jossa kalanteri on hihnakalanteri ja rullain hihnarullain, on köydetön päänvienti erityisen 5 yksinkertaisesti järjestettävissä siten, että kuivatusosan viimeiseltä kuivatussylinteriltä raina viedään ohjauspeltien tai vastaavien avulla suoraan hihnakalanterin hihnalle, jonka hihnalla raina kuljetetaan kalanteroimisnippien läpi ja edelleen hihnarullaimen hihnalle. Eräs hihnakalanteri on esitetty hakijan FI-hakemuksessa 931021 ja eräs sovellus hihnarullaimeksi on esitetty hakijan FI-hakemuksessa 935669.

10

Keksinnön mukaisen järjestelyn osin mahdollistaa se, että nykyisin sinänsä tunnetaan erilaisia laatumittareita, joiden koko on ennestään käytössä olleita huomattavasti pienempi, jolloin niiden sijoittaminen kalanterin erityisesti soft-kalanterin ja/tai rullaimen yhteyteen ilman erillistä sitä varten olevaa tukirakennelmaa on yksinkertaista.

15

Keksinnön mukaisella järjestelyllä saavutetaan huomattava pituuden säästö viimeistely-osassa, joka vastaa esimerkiksi matkaa, johon mahtuu kuuden kuivatussylinterin muodostama ryhmä, jolloin kuivatusosan kapasiteettia voidaan tehostaa muuttamatta koneen kokonaispituutta. Samalla kokonaispituudella voidaan puolestaan nostaa tuotantoa 20 esimerkiksi 615 tonnista 735 tonniin päivässä tai nopeutta 1500 m:stä/min - 1800 m:iin/min, vastaa noin 16 % tuotannon lisäystä. Luonnollisesti voidaan keksinnön *·/..' ansiosta rakentaa myös lyhyempi, verrattuna tekniikan tasoon, kone samalla kapasiteetil- • · • · . I ’ * la, jolloin voidaan säästää esimerkiksi paperikoneen hallin rakennuskustannuksissa, jotka • · • «· *... sinänsä muodostavat suuren kustannuserän, koska paperikonehallin kustannus per metri • · · 25 on noin 1 miljoona F-markkaa.

• · • · • · ·

Keksinnön mukaisella järjestelyllä mahdollistetaan myös vanhojen koneiden tehokkuu- 9 dennostouusinnat, jotka eivät aiemmin tilanpuutteen vuoksi ole ollut toteutettavissa.

30 Keksinnön mukaisessa järjestelyssä lyhyet radanviennit kalanterin jälkeen mahdollistavat : ns. coanda-ilmiöön perustuvan kokoleveän radan viennin, koska tarpeettoman pitkien • ·« 3 102093 matkojen vaikeasti hallittavaa vain leijutukseen perustuvaa rainan tuentaa ja ohjausta voidaan vähentää minimiinsä.

Keksinnön mukaisessa jäijestelyssä säästetään myös paperinjohtoteloissa (n. 2 kpl) sekä S ei tarvita kuin yksi pulpperi, koska kuivatusosalle ja rullaimelle voidaan käyttää yhteistä pulpperia näiden keskinäisen välimatkan lyhentyessä.

Mikäli rainan jäähdytystä tarvitaan kalanterin ja rullaimen välillä, voidaan käyttää erilaisia sinänsä tunnettuja jäähdytyslaitteita, esim. puhalluslaatikkoa.

10

Keksinnön edut tulevat erityisen hyvin esille yhdistettäessä soft-kalanteri ja hakijan

TM

tavaramerkillä Optireel -markkinoima rullain, jota on tarkemmin selostettu esim. hakijan FI-hakemuksessa 905284 (vast. US-patentti 5,251,835).

15 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisen piirustuksen kuvioihin viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mitenkään ahtaasti rajoittaa.

Kuviossa IA on esitetty kaaviollisesti tekniikan tasosta tunnettu järjestely, jossa kuiva- « • · · · 20 tusosan viimeinen ryhmä on kaksiviiravientiä soveltava kuivatusryhmä.

• » • · • · · • t · • · ·

Kuviossa IB on kuvion IA mukainen viimeistelyosa esitetty kaaviollisesti keksinnön • « ,!’* mukaisesti jäljestettynä.

• · • ·· • ♦♦ • · · • · · 25 Kuviossa 2A on esitetty kaaviollisesti tekniikan tasosta tunnettu järjestely paperikoneen viimeistelyosaksi, jossa kuivatusosan viimeinen ryhmä on järjestetty yksiviiravientiä • ♦ · soveltavaksi ja ..! kuviossa 2B on esitetty kaaviollisesti kuvion 2A mukainen paperikoneen viimeistelyosa, ' 30 jossa on toteutettu keksinnön mukainen jäqestely.

• · 4 102093

Seuraavissa kuvioissa on vastaavilla viitenumeroilla merkitty vastaavia osia ja kirjaintunnuksella A on osoitettu tekniikan tasosta tunnettuja järjestelyjä.

Kuvion IA mukaisessa tekniikan tasosta tunnetussa järjestelyssä viimeistelyosan 5 kuivatusosan viimeinen kuivatusryhmä RA^ soveltaa kaksiviiravientiä, jonka jälkeen raina johdetaan vientinä 26A soft-kalanterille 20A, jonka jälkeen seuraa toinen vienti 25A paperinjohtotelojen 27A tukemana rullaimelle 30A. Kuivatusosan sekä rullaimen pulpperit 41A ja 42A sijaitsevat konetason alapuolella nk. kellaritilassa.

10 Kuivatusryhmän RAjsj kaksiviiraviennissä viirat 10A, 1 IA kulkevat johtotelojen 16A, 17A johtamana kuivatussylintereiden 12A.13A ja kääntötelojen 14A,15A kautta kaksiviira-viennin mukaisesti. Kuivatussylinteririvien 12A,13A välillä rainalla on vapaat vedot. Kuivatusryhmästä RA^ paperiraina johdetaan johtotelan 28A kautta vientinä 26A kalanterin 20A ensimmäiseen kalanterinippiin NAj, josta raina edelleen johdetaan 15 toiseen kalanteroimisnippiin NA2, josta vientinä 25A johtotelojen 27A kautta rullaimelle 30A, jonka tampuurivarastoa on merkitty viitenumerolla 33A, tampuurinvaihtolaitteita 34A, rullaussylinteriä 31A ja muodostuvaa paperirullaa viitteellä 32A ja jo valmista konerullaa viitteellä 35A.

• · · .··: 20 Kuvion IB mukaisesti on paperikoneen viimeistelyosan pituutta lyhennetty siten, että '; · ' viennit 26A.25A viimeisen kuivatusryhmän ja soft-kalanterin 20 sekä soft-kalanterin Y / 20 ja rullaimen 30 välistä ovat lyhentyneet huomattavasti. Rullaimen 30 tampuurivarasto • · [*** 33 on sijoitettu soft-kalanterin 20 yläpuolelle ja kuivatusosan ja rullaimen pulpperit on • « • · · *... yhdistetty yhdeksi pulpperiksi 41. Kuljetusryhmässä R^ kuivatusviiroja on merkitty 25 viitenumerolla 10,11 ja ne kulkevat johtotelojen 16,17 ohjaamana kuivatussylinterien 12,13 ja kääntötelojen 14,15 kautta. Kuivatussylinteririvien 12,13 välillä rainalla on • · · vapaat vedot. Viimeiseltä kuivatussylinteriltä raina johdetaan lyhyenä vientinä telan 28 1 « 1 kautta kalanterin 20 ensimmäiseen kalanterinippiin Nj, josta se johdetaan toiseen kalanterinippiin N£. Telan 37 kautta laatumittarin 29 ohi johdetaan rainarullaussylinterin 30 31 yli rullattavaksi paperirullaksi 32. Rullaimen 30 tampuurivarastoa on merkitty 5 102093 viitenumerolla 33, tampuurien vaihtolaitetta viitteellä 34 ja valmista konerullaa viitteellä 35.

Kuvioiden IA - IB mukaisesti keksinnön mukaisessa järjestelyssä saavutetaan pituussääs-5 to. Esimerkinomaisesti voidaan mainita, että eräässä sovelluksessa pituussäästö Lj siirryttäessä kuvion IA mukaisesta järjestelystä kuvion IB mukaiseen järjestelyyn on 7650 mm.

Kuviossa 2A on esitetty kaaviollisesti tekniikan tasosta tunnettu järjestely paperikoneen 10 viimeistelyosaksi, jossa kuivatusosan viimeinen kuivatusryhmä RAj^ on yksiviiravientiä soveltava kuivatusryhmä. Viimeisen kuivatusryhmän RAj^ pulpperi 41A sijaitsee

kellaritilassa. Viimeiseltä kuivatusryhmältä RA^ paperiraina johdetaan vientinä 26A

soft-kalanterille 20A, jossa se kalanteroidaan molemmin puolin kalanteroimisnipeissä NA|,NA2, jonka jälkeen raina johdetaan rullaimelle 30A, jossa siitä muodostetaan 15 konerulla 32A,35A. Kuivatusosan kuivatusryhmässä RA^ kuivatusviiraa on merkitty

viitenumerolla 50A, viiran johtoteloja viitteellä 5IA, kuivatussylinterejä viitteellä 52A

ja alarivin vac-teloja viitteellä 53A. Kuivattava paperiraina kulkee yksiviiraviennissä kuivatussylintereiltä 52A kääntöteloille 53A koko ajan kuivatusviiran 50A tukemana.

Tämän jälkeen rainan eteenpäinvienti vastaa kuviossa IA esitettyä järjestelyä. Kuvion 2A

·;·; 20 mukaisessa sovelluksessa kalanterin 20A ja rullaimen 30A välille on järjestetty laadun- • 1 mittauslaite 29A.

• · « « · 1 ··· • · • · .!** Kuviossa 2B esitetyssä kaaviollisessa sovelluksessa on paperikoneen viimeistelyosa • · · lyhennetty keksinnön mukaisesti, jolloin vientiä 26 kuivatusosalta soft-kalanterille 20 on « · « 25 hieman lyhennetty ja vienti soft-kalanterilta 20 rullaimelle 30 on poistunut kokonaan kun rullaimen 30 tampuurivarasto 33 on sijoitettu soft-kalanterin 20 yläpuolelle, jolloin on • ·· saavutettu huomattava tilansäästö. Kuivatusryhmä on yksiviiravientiä soveltava ,,'. kuivatusryhmä, jossa paperiraina kulkee kuivatusviiran 50 tukemana ylärivin kuivatussy- ‘ ·. ·, lintereiltä 52 vac-teloille 53, jotka sijaitsevat alarivissä. Viiran 50 johtoteloja on merkitty

• 30 viitenumerolla 51. Viimeistelyosan loppuosan vienti vastaa pääosin edellä kuvion IB

« · I

:: yhteydessä selostettua.

• · • · « « · 6 102093

Kuvion 2A mukaisesta järjestelystä kuvion 2B mukaiseen järjestelyyn siirryttäessä saavutettava pituussäästö L2 on esimerkiksi 6300 mm.

Keksinnön mukaisesti viimeistelyosaa lyhennettäessä soft-kalanterin 20 2.nipin N2 5 ylätela voidaan nostaa koneesta suoraan ylöspäin tampuurivaraston 33 läpi, josta seuraa helppo ja nopea telanvaihto eli koneen tuotannollinen tehokkuus kasvaa telanvaihtoajan lyhentyessä. Tampuurivarastossa 33 em. telan yläpuolella aukeavat osat esim. linkut tms., jotka mahdollistavat telan noston tampuurivaraston 33 rungoston läpi. Tampuurivaraston 33 rungosto tuettu lattiatasolta omilla pilareillaan soft-kalanterin 20 rungoston 10 ulkopuolelta soft-kalanterin 20 värinöiden haittavaikutusten estämiseksi. Rungosto tuettu konesuunnassa molemmista päistään. Edellä kuvatuin toimenpitein saavutetaan helppoja nopea telanvaihto soft-kalanterilla 20, värinätön varastointi 33 tampuuriteloille. Rullaimen 30 mahdollisen pölyämisen vaikutuksen leviäminen kalanterille 20 estetään rakentamalla tarvittaessa ilmasuihku ja/tai irrotettava suojaseinä kalenterin 20 ja 15 rullaimen 30 väliin (ei esitetty). Laatumittauspalkki rakennetaan kalanterin 20 ja rullaimen 30 välissä olevien pilareiden väliin integroidusti huomioiden tärinöiden vaimentamisen. Rullaimelle 30 ja kalanterille 20 tarvitaan vain yksi pulpperi 41, joka asennetaan niin, että kuivatusosalta R^, kalanterilta 20 ja rullaimelta 30 voidaan ajaa rata pulpperiin. Pulpperin 41 suisteet 45 suunnitellaan riittävän pitkiksi ja tarvittaessa ·;;; 20 pulpperi 41 rakennetaan riittävän alas laskun aikaansaamiseksi. Rullauslaitteiden 30 runko on erillään tampuurivaraston 33 ja kalanterin 20 rungosta, jolloin vältytään

• < I

• · · tärinöiltä ja eri komponenttien resonoinnilta.

• · • · ··· 1 • 4 · • · • · ·

Kuvioissa IB ja 2B on esitetty eräät edulliset sovellusesimerkit keksinnön mukaiseksi 25 rainan viimeistelyosaksi paperikoneessa. Tällä ei luonnollisestikaan haluta rajoittaa j·. keksintöä vain tällaisia viimeistelyosia koskevaksi, vaan monen muuntyyppiset muunnel- : mat ovat mahdollisia. Esimerkiksi kuivatusryhmät voidaan kuvioissa esitettyjen sylinteri- :.' - kuvausryhmien sijasta toteuttaa esimerkiksi soveltaen lämpöputki-ilmiöön perustuvaa '···, kuivatuskonseptia (CONDEBELT), leijukuivaimin, infrapunasäteilyyn perustuvin 30 kuivaimin jne. Luonnollisesti myös kuvioissa esitetty rullain ja kalanteri voivat poiketa • « « 7 102093 kuvioissa esitetystä sovelluksista esimerkiksi soft-kalanterin sijasta voidaan käyttää muuntyyppisiä kalantereja; konekalanteria, superkalanteria jne.

Keksintöä on edellä selostettu vain eräisiin sen edullisiin sovellusesimerkkeihin viitaten, 5 joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mitenkään ahtaasti rajoittaa. Monet muunnokset ja muunnelmat ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

10 • · · • · • ·· • · * · • M « • · · ♦ · ' • · ·· l ·..

• · · « · · • · · i « · i « » · 4 · • · • · • · ·

Claims

102093

1. Rainan viimeistelyosa paperikoneessa, joka käsittää ainakin yhdestä tai useammasta kuivatusryhmästä (R^) muodostetun kuivatusosan, kalanterin (20) ja rullaimen (30), 5 tunnettu siitä, että kalanteri (20) on sijoitettu ainakin osittain rullaimen (30) tampuurivaraston (33) alapuolelle siten, että rullain (30) on sijoitettu olennaisen välittömästi kalanterin (20) jälkeen, jolloin raina johdetaan suoraan kalanteroimisnipistä rullaussylinterille, tai olennaisen lyhyen välimatkan päähän kalanterista (20), jolloin raina johdetaan yhden rainaa tukevan ja/tai levittävän ohjauselimen kautta rullaussylinte-10 rille.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen viimeistelyosa, tunnettu siitä, että kalanteri (20) on sijoitettu olennaisesti välittömästi kuivatusosan viimeisen kuivatusryhmän (R^) jälkeen, jolloin raina johdetaan suoraan kalanteroimisnipistä rullaussylinterille, tai 15 olennaisen lyhyen välimatkan päähän viimeisestä kuivatusryhmästä (Rj^), jolloin raina johdetaan yhden rainaa tukevan ja/tai levittävän ohjauselimen kautta rullaussylinterille.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen viimeistelyosa, tunnettu siitä, että kuivatusosan viimeinen kuivatusryhmä (Rj^) on kaksiviiravientiä soveltava kuivatusryhmä *::: 20 (fig. ib).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen viimeistelyosa, tunnettu siitä, että kuiva- • · ·, tusosan viimeinen kuivatusryhmä (Rj^) on yksiviiravientiä soveltava kuivatusryhmä !·:·, (FIG. 2B). 25

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen viimeistelyosa, tunnettu siitä, että :’: ‘: kuivatusosan viimeinen kuivatusryhmä on lämpöputki-ilmiöön perustuva kuivatusryhmä. m 9 I · « I t (···. 6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen viimeistelyosa, tunnettu siitä, että I « .. 30 kuivatusosan viimeinen kuivatusryhmä on leijukuivaimiin perustuva kuivatusryhmä. • « · « 1 · • · 102093

7. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen viimeistelynsä, tunnettu siitä, että kuivatusosan viimeinen kuivatusryhmä on infirapunasäteilykuivatukseen perustuva kuivatusryhmä.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen viimeistelyosa, tunnettu siitä, että kalanteri on soft-kalanteri (20).

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen viimeistelyosa, tunnettu siitä, että kalanteri on konekalanteri. 10

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen viimeistelyosa, tunnettu siitä, että kalanteri on superkalanteri.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen viimeistelyosa, tunnettu siitä, että 15 kalanterin (20) jälkimmäinen kalanteroimisnippi (N2) on sijoitettu kokonaisuudessaan rullaimen (30) tampuurivaraston (33) alapuolelle.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen viimeistelyosa, tunnettu siitä, että viimeistelyosan kuivatusosalla, kalanterilla (20) ja rullaimella (30) on yhteinen pulpperi ·:::' 20 (4i). 1 « 4 t » 4 « j 4 4 ··« • » * · »·« t''.. • ·· s : ; * «· r.. • 1 1 • · ♦ • · ♦ f i 4 41 « « » 4 · « « • t * 1 · 102093