FI104755B - Paperi- tai kartonkikoneen puristinnipin kuormitus- ja ohjausjärjestelmä - Google Patents

Description

104755

Paperi- tai kartonkikoneen puristinnipin kuormitus- ja ohjausjärjestelmä System för belastning och styrning av „ ett pressnyp i en pappers- eller kartongmaskin 5

P

Keksinnön kohteena on paperi- tai kartonkikoneen puristinnipin kuormitus- ja ohjausjärjestelmä, joka puristinnippi on muodostettu pitkänip-10 pipuristimeksi, jossa on kuormituskenkä, joka on sovitettu kuormitettavaksi kahdella kuormitussylinterillä, jota kuormituskenkää puristetaan vasten vastatelaa, joka sisältää vastakengän.

Paperinvalmistustekniikan kehittyessä erittäin tärkeäksi on osoittautu-15 nut paperirainan kuivatus valmistusprosessissa. Eräs tärkeä vaihe pape-rirainan kuivatuksessa on puristinosa, jossa kuivatusta saadaan tunnetusti tehostettua käyttämällä pitkänippipuristimia. Pitkänippipuristi-missa käytetään puristinkenkää, jota kuormitetaan kahdella kuormitus-sylinterillä, puristamalla kenkää vasten vastatelaa, jolloin paperirai-20 na on puristuksessa nipissä pidemmän aikaa kuin perinteisissä kahden telan vastakkain puristuksessa ja joissa kengän kuormitus on säädettävissä halutun puristuksen aikaansaamiseksi. Pitkänippipuristimissa tekniikan tasosta tunnetusti pyörivän vastatelan ja pitkänippitelan puristinkengän ja sen pintaa pitkin liukuvan liukunauhan välisestä 25 nipistä johdetaan raina puristinhuopien välissä läpi.

Tekniikan tason osalta viitataan kansainväliseen patenttihe&emusjul-kaisuun WO-97/28309, josta tunnetaan pitkänippipuristin, jossa on kenkä, jota käytetään kahdella männällä hihnalla tuetun rainan kytkemisek-30 si vasten vastatelaa. Tässä tunnetussa järjestelyssä voimatasapainosta huolehditaan venttiilillä ja puristussuhde rainan kulkusuunnassa (tilt) hoidetaan toisella venttiilillä. Kumpikin venttiili on erityisventtii-• _ li, joilla on eri pinta-ala. Tässä tunnetussa järjestelmässä teloilla t on erilliset pumput^ jolloin täytyy kiinnittää runsaasti huomiota 35 voimatasapainon ylläpitämiseksi telojen välillä. Tässä tunnetussa järjestelmässä tasapainotusventtiilinä käytetään erityisventtiiliä, joka on suunniteltu tätä sovellusta varten, joka tasapainotin vertaa painei- = 2 104755 ta eri linjoissa ja kääntää suuremman paineen säiliöön. Jo pieni häiriö linjojen välillä aikaansaa järjestelmän aktivoinnin.

Keksinnön eräänä päämääränä onkin saada aikaan järjestely, jossa ei 5 tarvita erityisventtiilejä järjestelmän tasapainotusta varten ja joka ’ on rakenteeltaan yksinkertainen ja helposti toteutettavissa.

Keksinnön eräänä päämääränä on myös luoda järjestely, jossa järjestelmä aktivoituu tietyllä halutulla paine-erolla, eikä välttämättä vielä 10 pienestä häiriöstä johtuen.

Tekniikan tasosta tunnetuissa ratkaisuissa käytettäessä poikittaissuun-nassa viittä profilointivyöhykettä on tarvittu viittätoista venttiiliä profiloinnin ohjaamiseksi. Tällöin hydrauliikka on muodostunut varsin 15 monimutkaiseksi useista venttiileistä johtuen.

Keksinnön eräänä päämääränä onkin esittää järjestely, jossa venttiili-järjestelmä ja siihen liittyvä hydrauliikka on yksinkertainen ja jossa puristussuhde rainan kulkusuunnassa (tilt) on mahdollista säätää, mutta 20 jossa on samalla otettu huomioon se, ettei mahdollinen toimintahäiriö jossakin venttiilissä aiheuta telojen ja kuormitusjärjestelmän rikkoutumista. Tekniikan tasosta tunnetuissa ratkaisuissa, joissa on käytetty useita (esim. 15 venttiiliä) venttiilejä, ei yhden venttiilin toimintahäiriö sinänsä ole aiheuttanut vaaratilannetta, koska venttiileitä on 25 ollut useita, eikä yhden venttiilin toimintahäiriö vaikuta kovin paljoa koko nipin toimintaan ja kuormatasapainoon (esim. 10 venttiilin järjestelmässä kunkin venttiilin vaikutus on vain n. 10 % kokonaiskuormasta).

Edellä esitettyjen ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttami-30 seksi on keksinnölle pääasiassa tunnusomaista se, että puristinnipin « « ! kuormitus- ja ohjausjärjestelmä käsittää ainakin kaksi venttiiliä ja • · kuormitusväliainelinjat venttiileiltä kuormituskenkään ja vastakenkään, - " joista toisella venttiilillä on sovitettu kuormitettavaksi pitkänippi- telan kuormituskengän rainan kulkusuunnassa ensimmäistä kuormitussylin-35 teriä ja vastatelan vastakengän kuormitussylinteriä ja toisella venttiilillä on sovitettu kuormitettavaksi pitkänippitelan kuormituskengän : · • > 3 104755 rainan kulkusuunnassa jälkimmäistä kuormitussylinteriä, ja että venttiilien kuormitusväliainelinjojen välisiin linjoihin on sijoitettu " vastaventtiilit, jotka kuormituspaineen ylittäessä tietyn raja-arvon laskevat paineen suuremman paineen puolelta pienemmän paineen puolelle.

5

Keksinnön mukaisesti pitkänippipuristimen kuormituksen ja puristussuh-teen rainan kulkusuunnassa ohjaus sisältää varojärjestelmän ja koko puristinnipin kuormitusta ohjataan kahdella venttiilillä. Toinen venttiileistä antaa paineen pitkänippipuristimen toiseen kuormitussylinte-10 riin ja vastatelan kuormitussylinteriin ja toinen vastaavasti pitkä- nippitelan toiseen kuormitussylinteriin. Linjojen välille on järjestetty vastaventtiilit, jotka tasaavat paineet mahdollisen häiriön sattuessa. Kuormitussylinterien mäntien pinta-alat on sovitettu siten, että jos nipin kummallekin puolelle syötetään sama paine, ovat voimat tasa-15 painossa. Pitkänippipuristimen kenkä on sijoitettu kuormitussylinterei-hin nähden siten, että jo tasapaineilla saadaan tietty etukäteen määrätty tilt, ts. kun rainan kulkusuunnassa ensimmäisen kuormitussylinte-rin aiheuttaman voiman suhde jälkimmäisen kuormitussylinterin aiheuttamaan voimaan on yksi ja muutettaessa kuormitussuhdetta voidaan tilt-ar-20 voa muuttaa. Käytännössä tilt-arvoa muutetaan muuttamalla jättöpuolen sylinteririvin painetta.

Keksinnön mukaisesti aikaansaadaan yksinkertainen kuormitusjärjestelmä, joka mahdollistaa puristussuhteen säädön ja jossa on turvajärjestelmä ί.«. 25 mahdollisen vaurioitumisen varalta.

Voimat telojen välillä ovat tasapainossa tietyllä ennaltamäärätyllä puristussuhteen arvolla ja muilla arvoilla muodostuu pieni epätasapaino. Keksinnössä kuormituspaine kummallekin nipin puolelle syötetään 30 samaa hydrauliikkaa käyttäen. Keksinnön mukaisesti kuormituspaine ote- ’ I, taan samalta pumpulta kummallekin telalle ja jos pumppu menee epäkun toon, kumpikin tela menettää kuormituksen samaan aikaan. Tasapainotus » - telojen välillä suoritetaan keksinnössä käyttämällä tarkistusvastavent- " tillejä, jotka ovat tavanomaisia sinänsä rakenteeltaan tunnettuja vent-35 tillejä. Voimien tasapainotus vastaventtiilien välityksellä suoritetaan siten, että kuormitusväliaineen annetaan virrata suuremman paineen : « « 4 104755 puolelta alemman paineen puolelle, kun asetettu paineraja linjojen välillä on ylitetty. Järjestelmässä siis tarvitaan tietty paine-ero ennen kuin järjestelmä aktivoituu.

5 Keksinnön mukaisesti käytetään sopivimmin yhtä vyöhykettä poikittais-suunnassa, mutta haluttaessa keksintöä voidaan soveltaa myös silloin, kun halutaan profilointimahdollisuus.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin viittaamalla 10 oheisen piirustuksen kuvioihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole tarkoitus mitenkään ahtaasti rajoittaa.

Kuviossa 1 on kaaviollisesti esitetty puristinnippi.

15 Kuviossa 2 on kaaviollisesti esitetty keksinnön eräs sovellus.

Kuviossa 3 on kaaviollisesti esitetty puristinkengän siirtämistä.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti pitkänippitelan poikkileikkaus-20 rakenne. Pitkänippitela 1 ja sen vastatela 2 muodostavat nipin N. Pitkänippitela 1 käsittää hihnavaipan 11, joka on joustava muotoaan muuttava vaippa, joka asettuu pitkänippitelan 1 kuormituskengän 14 ja vastatelan 2 määräämään muotoon. Pitkänippitelan 1 keskeisakseli 12 käsittää kuormitusvälineet 13, joiden avulla kuormituskenkä 14 on pai-. 25 nettavissa vastatelaa 2 vasten. Raina W ja huopa H on johdettu nipin N

läpi.

Kuvion 2 mukaisesti pitkänippitelan 1 sisällä olevaa kenkää 14 kuormitetaan kuormitussylintereillä 26 ja 27. Vastatelan 2 vastakenkiä on 30 merkitty viitenumerolla 28. Nämä vastakengät 28 muodostuvat liukuele-, menteistä ja niihin kiinteästi kytketyistä kuormitusmännistä. Kuormi- tusmännät on asennettu telan 2 akseliin 2A porattuihin sylintereihin 29. Keksinnön mukaisesti hydrauliyksiköstä 21 venttiilin 22 kautta johdetaan kuormitusväliaine sylinteriin 29 vastatelan puolella ja sy-35 linterille 26 pitkänippitelan 1 puolella. Väliainelinjoja on merkitty : viitenumeroilla 30 ja 24, vastaavasti. Hydrauliyksiköstä 21 johdetaan • ( * i 5 104755 ^ j venttiilin 23 kautta linjaa 25 pitkin väliainevirta kuormitussylinte-rille 27 pitkänippitelan 1 puolelle. Linjojen 24,30/25 väliin on järjestetty vastaventtiilit 31,32,33, jotka turvaavat sen, että venttiilin 22 tai 23 hajotessa kuormituspaineiden epätasapaino ei vaurioita puris-5 tinnippiä N, vaan linjojen välille muodostuu venttiileillä määrätty paine-ero, joka ei vaurioita nippiä. Vastaventtiilit 31,32,33 on sijoitettu kahteen linjaan venttiilien 22,23 linjojen 24,30/25 välille siten, että linjan 30 ja 25 väliin on sijoitettu linjaan 34 venttiili 33 ja linjojen 24 ja 25 väliin on linjalle 35 sijoitettu venttiilit 31 ja 10 32. Venttiilikehystä on merkitty viitenumerolla 37. Kuvioon 2 on rainan kulkusuunta merkitty nuolella S ja pitkänippitelan 1 tulopuolta viite-merkinnällä 1T ja jättöpuolta viitemerkinnällä 1J.

Venttiilin 22 vioittuessa siten, että se pyrkii kytkemään linjaan 30 15 suuremman paineen kuin linjassa 25, avautuu vastaventtiili 33 ja rajoittaa linjan 30 paineen 5 bar suurempaan arvoon kuin linjassa 25 vaikuttava paine. Jos venttiili 22 vioittuu siten, että paine linjassa 30 tai 24 laskee arvoa 10 bar pienemmäksi kuin linjassa 25 vaikuttava paine, tasaantuu linjojen paine-ero arvoon 10 bar vastaventtiilien 31 20 ja 32 avulla (5 barin vastaventtiileitä 2 kpl sarjassa) . Tämä kahden vastaventtiilin sarjaankytkentä rajoittaa samalla suuremman tilt-arvon (sylinterien 27 ja 26 välisen paine-eron arvoon 10 bar). Järjestelmä toimii vastaavalla tavalla venttiilin 23 vioittumisen yhteydessä.

25 Keksinnön mukaisesti pitkänippipuristimen kuormitusta ja puristussuh- I

detta rainan kulkusuunnassa ohjataan nipissä N kahdella venttiilillä, sopivimmin proportioventtiilillä 22 ja 23, joista toinen 22 antaa paineen kuormitussylinterille 26 pitkänippitelan 1 puolella ja kuormitus-sylinterille 29 vastatelan 2 puolella ja venttiili 23 pitkänippitelan “ 30 kuormitussylinterille 27. Venttiilien linjojen 24,30 ja 25 välille on “

' I järjestetty vastaventtiilit 31,32,33 siten, että mahdollisen häiriön L

tapahtuessa paineet tasataan ja paine virtaa suuremmalta puolelta pie- " • nemmälle. Kuormitussylinterien 26,27 mäntien pinta-alat on järjestetty ^

siten, että jos pitkänippitelan 1 ja vastatelan Z puolille syötetään 35 sama paine, ovat voimat tasapainossa. Kenkä 14 on siirretty symmetri- I

sestä asennosta kuormitussylintereihin 26,27 nähden siten, että tasa- 6 104755 paineilla tilt (kuormitussylinteri 27: kuormitussylinteri 26) on suurempi kuin yksi, ts. resultanttivoima R on kengän symmetria-akselin X jättöpuolella 1J (kuvio 3). Keksinnön mukaisesti haluttu tasapaine tilt saadaan siirtämällä kenkää 14 kuormitussylintereihin 26,27 nähden, 5 kuten on esitetty kuviossa 3, jossa kengän 14 siirtämistä on kuvattu ' nuolella Z.

Keksinnön mukaisesti kuormituspaine otetaan samasta hydrauliikkayksi-köstä 21 kummallekin telalle 1 ja 2, jolloin yksikön mahdollisesti 10 hajotessa kumpikin tela menettää kuormituksen samaan aikaan, jolloin vaurioitumisvaaraa ei ole. Voimatasapainotus toteutetaan siten, että öljyn annetaan virrata suuremman paineen puolelta matalamman paineen puolelle, kun tietty paineraja linjojen välillä on ylitetty, joka pai-neraja voidaan määrittää halutuksi. Venttiileinä 22,23,31,32,33 voidaan 15 käyttää tavanomaisia sinänsä rakenteeltaan tunnettuja venttiilejä.

Keksintöä on edellä selostettu vain eräisiin sen edullisiin sovellus-esimerkkeihin viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mitenkään ahtaasti rajoittaa. Keksintöä on esim. mahdol-20 lista soveltaa puristinosan useissa erityyppisissä puristinnipeissä ja niiden sovelluksissa.

* • ·

S

• ·

Claims (6)

1. 7 i 104755 Patent t ivaat imukset ’ 1. Paperi- tai kartonkikoneen puristinnipin kuormitus- ja ohjausjärjes telmä, joka puristinnippi (N) on muodostettu pitkänippipuristimeksi, 5 jossa on kuormituskenkä (14), joka on sovitettu kuormitettavaksi kahdella kuormitussylinterillä (26,27), jota kuormituskenkää (14) puriste- ‘ taan vasten vastatelaa (2), joka sisältää vastakengän (28), tunnettu siitä, että puristinnipin (N) kuormitus- ja ohjausjärjestel- ! mä käsittää ainakin kaksi venttiiliä (22,23) ja kuormitusväliainelinjat ! 10 (30,24,25) venttiileiltä (22,23) kuormituskenkään (14) ja vastakenkään (28), joista toisella venttiilillä (22) on sovitettu kuormitettavaksi pitkänippitelan (1) kuormituskengän (14) rainan kulkusuunnassa (S) ensimmäistä kuormitussylinteriä (26) ja vastatelan (2) vastakengän (28) kuormitussylinteriä (29) ja toisella venttiilillä (23) on sovitettu 15 kuormitettavaksi pitkänippitelan (1) kuormituskengän (14) rainan kulkusuunnassa (S) jälkimmäistä kuormitussylinteriä (27), ja että venttiilien (22) ja (23) kuormitusväliainelinjojen välisiin linjoihin (34,35) on sijoitettu vastaventtiilit (31,32,33), jotka kuormituspaineen ylittäessä tietyn raja-arvon laskevat paineen suuremman paineen puolelta 20 pienemmän paineen puolelle.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuormitus- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että kuormituskengän (14) kuormitussylinterien " (26,27) puristussuhteella rainan kulkusuunnassa saadaan tietty haluttu ! . 25 etukäteen määrätty tilt-arvo siirtämällä kenkää (14) kuormitussylinte- reihin (26,27) nähden radan kulkusuunnassa (S).
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kuormitus- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että vastaventtiilit (31,32,33) on sopi- “ 30 vimmin sijoitettu kahteen linjaan, jotka on sovitettu kulkeviksi vent- = * 1 r- <· ’ tiilien (22,23) linjojen (30,25) välillä linjojen (30,25) välisen paine-eron rajoittamiseksi tilt-arvon rajoittamiseksi haluttuun maksimi- - * arvoon ja nipin voimatasapainon turvaamiseksi.
4. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kuormitus- ja ohjaus järjestelmä, tunnettu siitä, että kuormitussylinterien (26,27) • — • · 8 104755 mäntien pinta-alat on sovitettu siten, että syötettäessä nipin (N) kummallekin puolelle sama paine ovat kuormitusvoimat tasapainossa.
5. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kuormitus- ja ohjaus-5 järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää hyd- rauliyksikön (21) kuormituspaineiden aikaansaamiseksi.
6. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kuormitus- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että puristinkenkä (14) on sijoi- 10 tettu kuormitussylintereihin nähden siten, että puristussuhde rainan kulkusuunnassa on > 1. c • < • I • I • λ • < v 1 t . 104755