FI104162B - Menetelmä rullaimessa lajinvaihtotilanteessa - Google Patents

Description

1 104162

Menetelmä rullaimessa lajinvaihtotilanteessa

Keksintö kohdistuu menetelmään rullaimessa vaihdettaessa paperilajia eli lajinvaihtotilanteessa.

5

Paperilajia vaihdettaessa muutetaan perälaatikosta syötettävän massan koostumus ja/tai paperinvalmistusprosessi muilta kohdin uutta lajia vastaavaksi. Vaihdon aikana on valmiin myynti- tai jatkokäsittelykelpoi-sen paperin tuotannossa katkos, ja tänä aikana syntyvä paperiraina 10 menee hylyksi.

Lajinvaihto suoritetaan tunnetun tekniikan mukaan seuraavasti: Kun viimeinen rulla tiettyä lajia on tullut täyteen, vaihdetaan rulla tavalliseen tapaan ja tuotantoprosessia muutetaan siten, että tuotettavan paperin 15 joku tai jotkut tunnusmerkit muuttuvat. Lajinvaihdon aikana tuotettua paperia, joka ei vielä täytä uuden lajin vaatimuksia, rullataan uuden rullan pohjalle. Kun uusi laji on stabiloitunut eli täyttää sille asetetut vaatimukset, merkitään tämä kohta jollain tavalla rullan päätyyn. Jatko-käsittelyssä tiedetään tämän jälkeen, mikä osa rullasta on hylkyä, ja 20 tämä rullan pohjaosa voidaan purkaa pulpperiin. Tämä menetelmä ku-luttaa henkilöresursseja sekä rullauksessa että rullan jatkokäsittelyssä aukirullauksessa aiheuttaen ylimääräistä työtä.

Keksinnön tarkoituksena on esittää uudentyyppinen lajinvaihto-25 sekvenssi, jolla lajinvaihto voidaan suorittaa hallitusti ja henkilöresurs-. . seja tuhlaamatta. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnölle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisissa patenttivaati- # · '·’ * muksissa.

• · · « · • · · 30 Menetelmälle on tyypillistä paperirainan ohjaus rullan sijasta hylyksi la- • · · jinvaihdon aikana, kun uusi laji ei ole vielä stabiloitunut. Tätä lajinvaih- • · - torainaa voi syntyä ajonopeudesta ja lajinvaihdon kestosta riippuen ···’ useita kilometrejä. Johtamalla lajinvaihtoraina esim. suoraan pulpperiin saadaan lajinvaihdon jälkeen rulla, jonka sisältämä raina on kokonaan 35 käytettävissä seuraavassa jatkokäsittelyprosessissa, eikä aukirullausta tarvitse keskeyttää. Keksinnön avulla voidaan tuottaa pinnasta pohjaan samaa lajia sisältäviä konerullia riippumatta siitä, onko kysymyksessä 104162 2 ensimmäinen rulla lajinvaihdon jälkeen vai onko ennen rullaa samaa lajia rullattu jo useampia rullia.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin pii-5 rustuksiin, joissa kuva 1 esittää paperikoneen rullainta sivukuvantona, ja kuva 2 esittää lajinvaihtosekvenssiä kaaviona.

10

Kuvassa 1 on esitetty tunnettu paperikoneen rullain, joka rullaa paperinvalmistusprosessin edellisistä vaiheista tulevaa jatkuvaa rainaa W konerullaksi R. Raina W tuodaan rullaussylinterin 1 kautta, ja se kiertyy rullaussylinterin ja rullan välisen rullausnipin kautta rullalle. Rullan yti-15 men muodostavaa tampuuritelaa 2 pyöritetään keskiökäytöllä ja sitä kuormitetaan päädyistä kohti rullaussylinteriä 1 sinänsä tunnetuin kuormituslaittein. Rullaussylinterin 1 alapuolella on pulpperi P, ns. kui-vahylkypulpperi, joka tässä esimerkissä on yhteinen rullainta edeltävän konekalanterin K kanssa.

·:·! 20

Alkurullauslaitetta, joka on järjestetty kääntyväksi rullaussylinterin 1 ak- : selin kanssa yhdensuuntaisen akselin ympäri ja joka tuo tyhjän tam- puuritelan 2 rullaussylinterin 1 yhteyteen, on merkitty viitenumerolla 3.

• I I

25 Tampuuritelan 2 päädyt lepäävät rullauskiskoilla 4, ja ne on kytketty rullauskiskojen suuntaisesti kuormituslaitteilla liikuteltavaan rullausvau- • · « *;];* nuun 5. Kuormitus voidaan välittää tampuuritelaan 2 myös muun me- :·: 5 kanismin kautta.

• · # • · · « « · .*·*; 30 Ennen rullaussylinteriä sijaitsee yksi tai useampi mittalaite M, jotka mit- £ taavat yhtä tai useampaa valmistettavan rainan ominaisuutta ja siten • · · V..* myös lajin vaihtumista indikoivaa ominaisuutta. Mittalaitteet voivat olla tunnetulla tavalla traversoivia, radan poikkisuuntaan kulkevaan mitta-raamiin kiinnitettyjä lukupäitä.

Seuraavassa selostetaan erästä keksinnön mukaista suoritusmuotoa. Ennen lajinvaihtosekvenssin ajamista paperikone tuottaa paperilajia A, jota rullataan konerullaksi R. Lajinvaihtosekvenssi rullaimella 35 3 104162 aloitetaan, kun viimeinen tarvittava rulla lajia A on lähes valmis. Rulla erotetaan rullaussylinteristä 1 ja tämän jälkeen sitä hidastetaan, jolloin löystyvä rata kulkeutuu pulpperia kohti ja katkeaa. Viimeistään siinä vaiheessa, kun rullaa ryhdytään hidastamaan, tyhjä tampuuritela 2 on 5 nippikosketuksissa rullaussylinterin 1 kanssa. Nippikosketuksella, joka tulee olla olemassa rainan katkaisuhetkellä, varmistetaan riittävä ratakireys ja veto ennen rullainta ja luotettava prosessin kulku lajinvaihdon aikana. Muutokset paperirainaan voidaan aloittaa heti rainan katkettua tai mahdollisesti jo hieman ennen ottaen huomioon se 10 prosessin muutoskohdasta ja ajonopeudesta riippuva viive, jonka jälkeen ne näkyvät rullaimeen tulevassa rainassa. Sekvenssin aikana paperikone tuottaa lajinvaihtohylkyä, joka ajetaan kokoleveänä ratana rullaimelta suoraan pulpperiin P sekä sieltä välittömästi tai viiveellä esim. nokkakyyppiin ja edelleen hylynkäsittelyprosessiin. 15 Rullaussylinteriltä 1 pulpperiin P ajettavaa rainaa W on merkitty katkoviivalla. Kun uusi laji B on stabiloitunut, eli se täyttää lajin laatuvaatimukset, vaihdetaan rata uudelle tyhjälle tampuuritelalle ja aloitetaan ensimmäisen lajia B sisältävän konerullan rullaus. Lajinvaihto-J sekvenssin jälkeen paperikone tuottaa paperilajia B, josta rullataan pe- 20 räkkäisiä konerullia vaihtamalla raina täyteen tulevilta rullilta uusille tampuuriteloille.

I t I I I

.y, Rullaimen lajinvaihtosekvenssi mahdollistaa lajinvaihdon vaatimien pa- penkoneen hallintasuureiden automaattisen tai manuaalisen säädön 25 sekä on-line mittapalkin antamien mittaussignaalien hyväksikäytön koneen tuotantoaikaa säästäen lajinvaihtotilanteessa. Kun rullaimen lajin-vaihtosekvenssi integroidaan osaksi paperikoneen toimintaa voidaan v : tuotantoa ohjata nykyistä tarkemmin ja tehokkaammin.

• · · • · · • « · .···. 30 Lajinvaihtosekvenssi voidaan suorittaa manuaaliajona rullaimen paikal-]·’ lisohjauspaneelista. Se voidaan toteuttaa myös täysin automaattisena " v : koneen toimintona. Kuvassa 2 on esitetty kaaviona lajinvaihtosekvens- • · · si.

35 Kuvassa 1 on selvyyden vuoksi esitetty vielä joitain pulpperin P elementtejä, kuten luiskavesisuihkut 6, saattovesisuihkut 7 ja mahdolliset muut vesisuihkut 8. Rullaussylinterin 1 alla olevaa valvontalaitetta (valokenno) joka havaitsee pulpperiin menevän radan, on merkitty vii- 104162 4 tenumerolla 9. Toista, ennen rullaussylinteriä olevaa valvontalaitetta, joka myös voidaan toteuttaa valokennolla, on merkitty numerolla 10.

Numerolla 11 on merkitty pulpperin yläosassa olevia, puhaltimeen yhdistettyjä ilmanpoistoaukkoja, jotka varmistavat sen, että kosteaa ilmaa 5 ei pääse pulpperista konehalliin, ja numerolla 12 on merkitty poisto-pumppua, joka on järjestetty pumppaamaan hylkymassaa pois pulpperista esimerkiksi massankäsittelyjärjestelmään.

Lähtötilanteessa paperikone on normaalissa ajotilanteessa ja konerul-10 laan R ajetaan viimeistä kertaa vanhaa lajia ennen paperilajin vaihtumista neliömassaltaan, väriltään, massakoostumukseltaan tai muulta ominaisuudeltaan edellisestä poikkeavaksi. Lajin vaihdossa syntyvät uudet laatuvaatimukset alittava tuotanto hylytetään välittömästi rullai-mella siten, että tuotantolinjalla säästetään työvoimaa sekä hylyn käsit-15 telykapasiteettia muuhun tärkeämpään käyttöön. Ennen rullaimen vaihtotilannetta operaattori käynnistää valvomon näyttöpäätteeltä lajin-vaihtosekvenssin, jonka seurauksena esimerkiksi seuraava toimintosarja käynnistyy ennen vaihtohetkeä:

• 1 I

• f * · * 20 1) Rullaimen pulpperi P käynnistyy, eli pulpperissa käynniste- tään ne toiminnot, jotka mahdollistavat kokoleveän radan ....: ajon rullaussylinteriltä pulpperiin, kuten - sekoitin käynnistyy • I ? ! - saattovedet menevät päälle ' 25 - luiskavedet menevät päälle - poistopumppu käynnistyy \v - ilmanpoistopuhallin käynnistyy (tyypillisesti ilmanpoistopu-

Ml v : hallin käy aina silloin kun pulpperi käy) . !·. - hylynkäsittelyjärjestelmä kytkeytyy lajinvaihtotilanteeseen, .···. 30 jossa esim. nopeammin osa rullaimen pulpperin massasta • « pumpataan nokkakyyppiin tai muualle prosessiin.

• · · ♦ * « %

Pulpperin poistopumppu voi olla esimerkiksi pinnankorkeussäädön ohjaama, jolloin se käynnistyy pulpperin P täyttymisen mukaan.

2) Ratakatkon valvonta saa tiedon lajinvaihtotilanteesta 35 β 104162 o 3) Alkurullauslaitteen käyttö kiihdyttää tyhjän tampuuritelan 2 ratanopeuteen 4) Vaihtohetkellä alkurullauslaite 3 kääntyy päänvientiasentoon ja tyhjän tampuuritelan 2 sekä rullaussylinterin 1 välinen 5 nippi sulkeutuu alkurullauslaitteen 3 saavuttaessa rullauk sen uudelleenaloituksessa käytetyn päänvientikulman, joka on päänviennissä käytetyn vaihtolaitteen toiminnan kannalta sopiva 10 5) llmakaavarin (rullaussylinterin 1 kaavari) kaavauspuhallus käynnistyy 6) Pulpperin P saattopuhallus käynnistyy 15 7) Painolaite siirretään työasentoon kosketuksiin rullan R pin nan kanssa ja tämän jälkeen rullausvaunu 5 ohjataan kiskoillaan kuivaan päähän päin ja sen mukana täysi konerulla R ajetaan matkan päähän rullaussylinteristä 1.

P f 20 8) Rullausvaunun 5 liikkeen aikana vaunuissa olevaa keskiö- ί käyttöä hidastetaan ja kun tampuuritelan 2 ja vastaavasti rullan R pyörimisnopeus hidastuu, löystyvä rata tipahtaa :V: rullaussylinteriltä 1 pulpperiin P ja rata katkeaa. Rullaimelle tuleva rata alkaa nyt kulkea rullaussylinteriltä 1 täysileveänä 25 alas pulpperiin P.

· · l.m.m 9) Kun ratakatkon valvonta rullaimella havaitsee radan tipah- \ ’ tavan pulpperiin P, lopetetaan tuotannon laskeminen teh- dasjärjestelmään. Itse lajinvaihto voidaan suorittaa auto- 30 maattisena prosessinohjaustietokoneen toimintona (XD- toiminto) tai ohjausparametreja manuaalisesti muuttamalla. Rullainta ennen sijaitsevan mittaraamin lukupää jatkaa ’···* skannausta normaalisti ja rekisteröi tuotteessa tapahtuvat muutokset.

10) Rullausvaunu 5 ohjataan täyden rullan R luovutusasemaan ja edullisesti keskiökäyttö tai mekaaninen jarru pysäyttää täyden tampuuritelan 35 β 104162 11) Kun täysi rulla R on pysähtynyt, keskiökäytön kytkin avautuu ja rullausvaunun 5 ohjaimet painuvat alas, jolloin täysi tam-puuritela 2 vierii pysäytysasemalle. Toisioleuat painuvat 5 alas ja ohjaimet nousevat ylös.

12) Rullaimen päänviennissä käytetty vaihtolaite, esim. vaihto-puhalluslaite kuten hanhenkaula, ohjautuu työasentoon 10 13) Kun tuote täyttää uuden lajin laatuvaatimukset (tieto mitta- raamilta), vaihdetaan rata vaihtolaitteella uuden tampuurite-lan 2 päälle. Vaihto voi tapahtua manuaalisesti tai automatiikan ohjaamana, jonka jälkeen vaihtolaite palaa kotiase-maan.

15

14) Vaihdon jälkeen rata ei enää mene pulpperiin. Pulpperin P

ohjaukset palautuvat vastaaviksi kuin ennen lajinvaihto-sekvenssin aloittamista. Ilmakaavari ja pulpperin saattopu- • « •'I hallus kytkeytyvät myös pois päältä.

20 : 15) Tehdasjärjestelmä aloittaa tuotannon laskemisen kun alku- ·:···: rullauslaitteen 3 halkaisija kasvaa ja/tai vaihto vaihtolaitteel- :V: la on suoritettu • · » 25 16) Alkurullauslaite 3 kääntyy rullauskiskoille 4

• < I

• · « .17) Rullausvaunu 5 ajaa kuormitukseen ja keskiökäyttö kiihdyte tään ratanopeuteen • · · • · · • · · 30 18) Suoritetaan momentin ja kuormituksen vaihto alkurullauslait- .·». teelta 3 rullausvaunulle 5 t « · • ^ • · · ’*·* 19) Lajinvaihtosekvenssi passivoituu ja rullausta jatketaan nor maalin proseduurin mukaisesti.

35 Tämä lajinvaihtosekvenssi voi käynnistyä myös automaattisesti, jos se on automatisoitu tuotannonohjausjärjestelmään.

7 104162

Edellä on kuvattu mahdollisimman monta lajinvaihtosekvenssin vaihetta. Kaikki vaiheet eivät välttämättä tapahdu edellä esitetyssä järjestyksessä ja joitakin vähemmän tärkeitä vaiheita voidaan jättää pois. Keskeiset vaiheet ovat tiivistetysti seuraavat 5 A) Pulpperin lajinvaihdon aikana vaadittavien toimintojen käynnistäminen.

B) Vanhaa lajia täyteen tulevan rullan irrottaminen rullaussylin-teristä ja rullan hidastaminen.

10 C) Kokoleveän radan ohjaaminen pulpperiin radan katkeami sen jälkeen.

D) Prosessiparametrien muuttaminen lajin vaihtamiseksi (paperirainaa karakterisoivien yhden tai useamman ominaisuuden muuttaminen).

15 E) Paperirainan vaihto uuden tampuuritelan päälle lajin vaih duttua.

... Edellä mainituista vaiheista vaiheet B ja C tapahtuvat peräkkäin vai- '' heen C ollessa vaiheen B välitön seuraus. Muutkin vaiheet suoritetaan I / 20 edullisesti edellä mainitussa järjestyksessä. Jos pulpperin lajinvaihdon : aikana vaadittavat toiminnat käynnistetään ajoissa, on pulpperi heti valmiina ottamaan vastaan ajonopeudella pulpperiin tulevaa rainaa. :V: Keksinnön perusajatuksesta poikkeamatta on mahdollista suorittaa vaihe A myös samanaikaisesti tai hieman vaiheen B jälkeen. Samoin 25 vaihe D voitaisiin periaatteessa suorittaa samanaikaisesti vaiheen B kanssa, jos parametrien muutokset eivät ehdi vaikuttaa lyhyen aikaa ir-rotuksen jälkeen rullaan vielä menevään rainaan.

Keksintöä ei ole rajoitettu edellä esitettyyn suoritusmuotoon, vaan sitä

• •I

30 voidaan muunnella patenttivaatimusten esittämän keksintöajatuksen puitteissa. Keksintöä voidaan soveltaa erityisesti paperikoneen yhtey-" .···. dessä, mutta myös paperin jälkikäsittelykoneessa vaihdettaessa käsit telytapaa ja sen kautta lajia, mikäli käytettävissä on kapasiteetiltaan sopiva hylynkäsittelyjärjestelmä. Termillä paperiraina tarkoitetaan tässä 35 yhteydessä kaikkia kuitumateriaalista valmistettuja jatkuvia rainoja niiden neliöpainosta riippumatta.

Claims (16)

104162

1. Menetelmä rullaimessa lajinvaihtotilanteessa jatkuvatoimisessa pa-5 perirainan rullausprosessissa, jossa paperirainan laji vaihdetaan rullain- ta edeltävässä paperinvalmistusprosessissa muutoksilla tässä prosessissa suoritettavissa toimenpiteissä ja uuden lajin paperiraina johdetaan tampuuritelan (2) ympärille, tunnettu siitä, että rullaimeen tuleva jatkuva raina (W) ohjataan hylyksi rullausprosessin ohi samalla 10 kun paperirainan lajia vaihdetaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun rullaimelle tulevan jatkuvan rainan (W) ominaisuuksissa on todettu lajin vaihtuminen, paperirainan uusi laji ohjataan rullausprosessiin uu- 15 den tampuuritelan (2) ympärille.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lajinvaihdon aikana rullaimeen tuleva jatkuva raina (W) ohjataan suoraan rullaimen yhteydessä olevaan pulpperiin (P). !!'! 20

: 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet- tu siitä, että lajinvaihdon aikana rullaimeen tuleva jatkuva raina (W) :'0 ohjataan hylyksi rullaussylinterin (1) ja sen kehälle tuodun uuden tam- puuritelan (2) välistä. 25

;\\ 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet- tu siitä, että sen jälkeen kun raina (W) on ohjattu hylyksi, esim. pulp- • · · periin (P), suoritetaan lajinvaihto paperinvalmistusprosessin ohjauspa-rametreja muuttamalla manuaalisesti tai automaattisena prosessinoh- «M 30 jaustietokoneen toimintona. • * · « · • · ·

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet- • · *" tu siitä, että ennen lajinvaihdon aloittamista valmis rulla (R) erotetaan rullalle tulevasta jatkuvasta paperirainasta (W) siirtämällä rullaa (R) 35 kauemmaksi rullaussylinteristä (1), minkä jälkeen paperiraina katkaistaan tai sen annetaan katketa ja katkaisukohdan jälkeistä rainaa (W) ohjataan hylyksi. 104162

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rullaussylinteristä (1) irti olevan valmiin rullan (R) pyörimisnopeutta hidastetaan rullaan tulevan jatkuvan paperirainan (W) löystyttämiseksi.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1—7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tyhjä tampuuritela (2) on rullaussylinterin (1) kehällä kosketuksissa sen päällä kulkevan rainan (W) kanssa ainakin rainan (W) katkaisuhetkellä.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1—8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen lajinvaihdon aloittamista ja lajinvaihdon aikana suoritetaan ainakin seuraavat rullaimen lajinvaihtosekvenssin toimenpiteet sopivassa järjestyksessä: 15. rullaimen yhteydessä oleva pulpperi (P) käynnistetään, tyhjä tampuuritela (2) tuodaan rullaussylinterin (1) kehälle, rainaa (W) pulpperiin (P) ohjaavat ohjauspuhallukset käyn-,··, nistetään, - valmis rulla (R) siirretään kauemmaksi rullaussylinteristä (1) 20 ja valmiille rullalle menevä raina (W) katkaistaan tai sen an- < I ·' ' netaan katketa rullaussylinterin (1) ja rullan (R) välisellä alueella ja ohjataan pulpperiin, ja v.; - rullaimelle tulevan rainan (W) ominaisuuksia seurataan jat- 0. kuvasti ja kun ne täyttävät uuden lajin vaatimukset, raina 25 (W) ohjataan uuden tampuuritelan (2) ympärille. I · m 4 · • ·

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1—8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen lajinvaihdon aloittamista ja lajinvaihdon aika-:·|·: na suoritetaan ainakin seuraavat rullaimen lajinvaihtosekvenssin toi- 30 menpiteet seuraavassa järjestyksessä: • · · « * « • · » * .···. - seurataan, milloin raina (W) ohjautuu pulpperiin (P), rullaimelle tulevan ja pulpperiin (P) johdettavan rainan (W) ominaisuuksia seurataan jatkuvasti, ja kun ne täyttävät uu-35 den lajin vaatimukset, raina (W) ohjataan uuden tampuurite lan (2) ympärille. 10 104162

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin seuraavat rullaimen lajinvaihtosekvenssin toimenpiteet suoritetaan seuraavassa järjestyksessä: 5. rullaimen yhteydessä oleva pulpperi (P) muutetaan lajin- vaihdon aikaiselle ohjaukselle seurataan, milloin raina (W) ohjautuu pulpperiin (P) uuden lajin parametrit syötetään rullainta edeltävään paperinvalmistusprosessiin 10. rullaimelle tulevan ja pulpperiin (P) johdettavan rainan (W) ominaisuuksia seurataan jatkuvasti, ja kun ne täyttävät uuden lajin vaatimukset, raina (W) ohjataan uuden tampuurite-lan (2) ympärille.

12. Patenttivaatimuksen 9, 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut toimenpiteet suoritetaan automaattisesti ennalta ohjelmoidussa järjestyksessä. • I I I I

( " 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että , 20 kun raina (W) ohjataan pulpperiin (P), lopetetaan automaattisesti tuo- » j : tannon laskeminen tehdasjärjestelmään.

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tun- nettu siitä, että rainan (W) ohjautuminen hylyksi, esim. pulpperiin (P), 25 havaitaan ratakatkon valvontalaitteella. I I I I • ·

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ratakatkon valvontalaite antaa automaattisesti tiedon rullaimen lajin- • · · vaihtosekvenssiä ohjaavalle automatiikalle. *···* 30

}*:*: 16- Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tun- .*··. nettu siitä, että rullaimelle tulevan lajin vaihtumista seurataan jatkuvasti ennen rullainta sijaitsevalla mittauslaitteella (M), kuten mittaraamin lu-kupäällä. 11 104162