FI105407B

FI105407B - Paperikoneen tai kartonkikoneen perälaatikko

Info

Publication number: FI105407B
Application number: FI991199A
Authority: FI
Inventors: Antti Poikolainen; Juhana Lumiala
Original assignee: Valmet Corp
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-08-15
Also published as: ATA9142000A; AT411273B; US6368462B1; FI991199A0; DE10026308A1

Description

105407

Paperikoneen tai kartonkikoneen perälaatikko Inloppsläda i en pappersmaskin eller kartongmaskin 5

Keksinnön kohteena on paperikoneen tai kartonkikoneen perälaatikko.

Tekniikan tasosta tunnetaan perälaatikkorakenteet, joissa kartonki tai paperimassa tuodaan perälaatikon päätyä kohti kapenevaan jakotukkiin ja johdetaan jakotukista 10 edelleen pillistöön ja siitä edelleen välikammion kautta turbulenssigeneraattorin putkiin ja edelleen huulikartioon. Huulikartiosta paperimassa johdetaan muodostusviiralle.

Laimennusvesi johdetaan laimennusveden jakotukista laimennusveden kanaviin ja edelleen säätöventtiilien kautta eri kohdille perälaatikkoleveyttä rainan neliöpainon 15 säätämiseksi halutuksi rainaleveydeltä.

Laimennusvetenä käytetään edullisesti paperikoneen tai kartonkikoneen lyhyenkierron vähän kuituja ja kiintoaineita sisältävää viiravettä. On havaittu, että laimennusveden .;. t sakeus kehittyy laimennusjakotukissa siten, että tulopuolella sakeus on suurempi kuin 20 ohikiertopuolella. Neliömassaprofiilin korjauksessa tästä aiheutuu ongelmallista säätövasteiden vääristymistä, koska samoilla laimennusventtiilin asennoilla saadaan erilaiset neliömassavasteet tulo- ja jättöpuolelle.

• · · • · · • ·

Edellä mainittu vasteiden vääristyminen aiheutuu siitä, että nykyisessä 25 laimennusjakotukissa virtaama otetaan vain yhdeltä puolelta laimennusveden jakotukissa tapahtuvaa virtausta. Tulopuolella laimennusvedeksi otetaan # lähestymisputkistossa kehittynyttä korkeamman sakeuden omaavaa laimennusvettä ja # : . ·, ohikiertopuolella matalamman sakeuden omaavaa laimennusvettä.

• Il « · « a «

I I I

30 Tässä hakemuksessa ehdotetaan käytettäväksi sellaista laimennusveden jakotukin • · * . rakennetta, jossa laimennusveden ulosvirtaus jakotukista koko jakotukin pituudelta on • «· 2 105407 sakeudeltaan vakio. Hakemuksessa ehdotetaan käytettäväksi laimennusveden jakotukin yhteydessä sellaista rakennetta, joka rikkoo laimennusveden pintavirtauksen ja sekoittaa sen keskemmällä olevaan virtaukseen. Tällöin eräänä ratkaisuna on käyttää ennen jakotukkia kuristusta tai vastaavaa, joka aiheuttaa painehäviön ja muodostaa 5 kokonaisvirtauksesta tasaisen, jolloin virtaus saadaan sakeudeltaan mahdollisimman tasaisena koko sen poikkileikkauksen suhteen kulkemaan laimennusveden jakotukin J päädystä päätyyn. Tällöin myös laimennusveden em. kanaviin D|, D2 ... johdettavien virtauksien sakeudet ovat keskenään mahdollisimman samat kussakin ajotilanteessa.

10 Erääksi ratkaisuksi esitetään laimennusjakotukin muuttamista sellaiseksi, että jakotukissa virtaus saatetaan pyörivään liikkeeseen. Pyörivällä liikkeellä saadaan virtaus sekoittumaan, eikä jakoputkiston takaseinälle muodostu eri sakeudessa olevaa vyöhykettä. Pyörivä liike saadaan aikaiseksi ottamalla laimennusvesi jakotukista laimennusveden kanaviin Di, D2... tangentiaalisesti. Koska virtaus on laimennusveden 15 jakotukissa J pyörivässä liikkeessä, ei jakotukin J takareunalle pääse syntymään matalamman sakeuden vyöhykettä.

Perusideana keksinnössä on, että tuloputkessa olevilla "sekoittimilla" tasataan ...< sakeusprofiili ja jakoputkessa olevalla pyörteellä estetään sakeusprofiilin uudelleen

1 I I

, -: ·, 20 syntyminen.

• » « < « «

Keksinnön mukaiselle perälaatikkorakenteelle on tunnusomaista se, että • · laimennusveden jakotukki käsittää yhteydessään laimennusveden virtauksen m ;’j'; sekoittumista aikaansaavat välineet, jolloin laimennusvirtauksesta saadaan 25 seossuhteeltaan mahdollisimman tasainen koko jakotukin pituudelta ja jakotukin pituussuuntaan nähden kohtisuorissa tasoissa otetuissa virtauspoikkileikkauksissa, : * j *: jolloin laimennusvedestä kanaviin saadaan mahdollisimman tasalaatuista.

• 9 9 • 99 • 99 9 9 9 9 ,···. Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa I I * 30 esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei ole • · ^ 9 9 9 . tarkoitus kuitenkaan yksinomaan rajoittaa.

• 99 w 9 3 105407

Kuviossa IA on havainnollistettu tekniikan tason laimennusveden jakotukeissa esiintyvää ongelmaa. Vaakakoordinaatistossa on esitetty laimennusjakotukin eri pituuspisteet ja pystykoordinaatistossa on esitetty kuhunkin jakotukin kohtaan liittyvä ulosotetun laimennusvirtauksen sakeus. Kuvaaja f\ esittää tekniikan tason mukaisen 5 laimennusvesijakotukin käyttäytymistä, sen laskennallista mallia, jossa tulovirtaus jakotukkiin on koko poikkileikkauksessa sakeudeltaan vakio.

Kuviossa IB on havainnollistettu sakeusjakautuman syntyä paperikoneen tai kartonkikoneen tekniikan tason mukaisessa laimennusveden jakotukissa.

10

Kuviossa 1C on aksonometriesti havainnollistettu paperikoneen/kartonkikoneen keksinnön mukaista perälaatikkoa.

Kuviossa ID on esitetty kuvion 1C mukaisen paperikoneen tai kartonkikoneen 15 laimennusveden jakotukki erilliskuvantona.

Kuviossa IE on esitetty leikkaus I -1 kuviosta 1C.

Kuviossa 2A on esitetty laimennusveden jakotukki aksonometrisesti ja kuvion I I I « « € ! <, _ 20 yhteydessä on esitetty kuristuselimen käyttö virtauksen tasaamiseksi.

...,: Kuviossa 2B on esitetty jakotukki kuvion 2A nuolen k] suunnasta.

• · • · · · ·

I I I

.·. Kuviossa 3A on esitetty kuristuselimen ensimmäinen edullinen suoritusmuoto.

• · · 1 25 . 1 |: Kuviossa 3B on esitetty kuristuselimen toinen edullinen suoritusmuoto.

• · · « » · « · · ; . Kuviossa 3C on esitetty kuristuselimen kolmas edullinen suoritusmuoto.

• · « • M · « · • · • · · · « · · * «f • · 4 105407

Kuviossa 4 on havainnollistettu keksinnön suoritusmuotoa, jossa virtaus tasataan laimennusveden jakotukissa käyttämällä jakotukin pintarakenteena aaltomaista pintavirtausta hajottavaa rakennetta.

5 Kuviossa 5A on esitetty j akotukki J sivulta j a kuviossa 5B on esitetty leikkaus Π - Π kuviosta 5 A ja kuviossa 5C on esitetty leikkaus ΙΠ - ΠΙ kuviosta 5A. Esitettynä on suoritusmuoto, 10 jossa poistokanavat liittyvät tangentiaalisesti jakotukkiin J.

Kuviossa 6A on esitetty nopeusjakautuma kanavassa Si, joka ei käsitä kuristuselintä.

Kuviossa 6B on esitetty nopeusjakautuma kanavassa Si ennen kuristuselintä 160 ja sen 15 jälkeen kuristuselimen ollessa reikälevy.

Kuviossa 6C on esitetty nopeusjakautuma kanavassa Si ennen kuristuselintä 16 ja sen jälkeen kuristuselimen ollessa kanavakaventuma.

I I ( «Il «Il I..t 20 Kuviossa 7A on esitetty keksinnön suoritusmuoto, jossa jakotukkiin J johtavassa

I I I

t'ri‘ kanavassa Si on virtausta tasaava kuristuselin 16 ollen kanavakaventuma ja jossa r i

laimennusnestevirtauksen poistokanavat Di, D2 ... liittyvät jakotukkiin J

• · tangentiaalisesti.

m • · • · · « · · 25 Kuvio 7B esittää leikkausta IV - IV kuviosta 7A ja • · · t « · • · · :*·*: kuviossa 7C on esitetty leikkaus V - V kuviosta 7A.

• * • · · « · · 1 * « « · .···. Kuviossa 8A on esitetty jakotukkiin J liittyvä kuristuselin 16 jakotukin suunnasta • « 30 katsottaessa ja • * • · · « · • · · • · · • · 5 105407 kuviossa 8B on esitetty leikkaus VI - VI kuviosta 8A.

Kuviossa IA on havainnollistettu tekniikan tason mukaisen laimennusveden jakotukin ongelmallista käyttäytymistä. Vaakakoordinaatistossa on esitetty etäisyys jakotukin 5 tulopäädystä ja pystykoordinaatistossa on esitetty jakotukin eri pituuskohdista laimennusveden kanaviin Di, D2... ulostulevan virtauksen sakeusprosentti. Käyrä fj esittää tekniikan tason mukaisen jakotukin käyttäytymistä. Käytettäessä laimennusvetenä viiravettä, joka sisältää pienen määrän kuituja ja kiintoaineita, on edullista, että kaikkiin laimennuskanaviin Dj, D2 ... saadaan homogeeninen ja kuitu-ja 10 kiintoainepitoisuudeltaan ja siten seossuhteeltaan tasainen vakio koostumus. Kuvion IA kuvaaja esittää teoreettista laskentatapausta, jossa tuloputkessa Si jakotukkiin J on homogeeninen sakeusjakautuma.

Kuviossa IB on havainnollistettu sakeusjakautuman syntyä tekniikan tason 15 laimennusveden jakotukissa. Tulopuolella keskiarvosakeus on korkeampi vyöhykkeessä Oi kuin ohikertopuolella jättöpuolen vyöhykkeessä O2. Sakeusero syntyy siitä, kun jakotukissa J massa kuoritaan vain jakotukin J virtaaman yhdeltä puolelta. Jakotukin J reunamilla virtaava matalamman sakeuden vyöhyke "syödään pois" .,, jakoputken ensimmäisissä vyöhykkeissä, jonka jälkeen seuraavat vyöhykkeet "syövät" • c < I - 20 keskellä virtaavaa korkeamman sakeuden vyöhykettä. Koska laimennusveden jakotukin _ ‘ t,; J takaosasta ei oteta massaa, pääsee sinne syntymään matalamman sakeuden vyöhyke 02.

• · • · · • · · * · ·

Kuviossa 1C esitetty paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikko 10 käsittää 25 massanj ako tukin 11, jakotukin jälkeen pillistön 12 ja siinä putket 12au, 12ai.2 12a2.i, 12a2.2 ... Pillistön 12 jälkeen on välikammio 13 ja välikammion 13 jälkeen :: turbulenssigeneraattori 14, joka käsittää turbulenssigeneraattorin putket 14au, 14ai.2 • '·. ...; 14a2.i, 14a2.2 ... Turbulenssigeneraattorin 14 jälkeen on huulikartio 15 eli • · « « · v · ,···. huulikammio ja huulikammion 15 jälkeen siirtyy paperimassa muodostusviiralle Hi.

• · « · 30 Laimennusveden jakotukista J johdetaan laimennusvesi kanaviin Di, D2, D3 ... ja • · · · « ψ t • · « (I • » 6 105407 edelleen kanavissa Dj, D2 olevien venttiilien Vj, V2, V3 ... kautta halutuille kohdille perälaatikkoleveyttä rainan neliöpainon säätämiseksi raina- ja koneleveydeltä halutuksi.

Kuviossa ID on esitetty keksinnön mukainen laimennusveden jakotukin J rakenne 5 erilliskuvantona. Jakotukin J yhteyteen liittyvät laimennusveden poistoputket Dj, D2, D3, jotka johtavat laimennusvettä säätäville venttiileille Vj, V2, V3 .... Poistoputket Di, D2 on liitetty keksinnön mukaisesti tangentiaalisesti jakotukkiin J. Jakotukki J suoritusmuodossa on ympyräpoikkileikkaus ja näin ollen kunkin kanavan Dj, D2 ... keskilinja ej, liittymäkohdassa jakotukkiin J on suunnattu tangentiaalisesti 10 kyseisellä kohdalla olevaan jakotukin ympyräpoikkileikkaukseen nähden. Kuviossa esitetysti mainitunlaisella järjestelyllä saadaan laimennusvesi pyörteiseen liikkeeseen ja näin edesautetaan pintakerrosten ja keskikerrosten sekoittumista ja laimennusveden tasalaatuisuutta sen sakeuden suhteen.

15 Jakotukkiin J tuodaan laimennusveden virtaus tulopuolen kanavan Sj kautta ja osa jakotukkiin johdetusta virtauksesta Lj johdetaan takaisin kiertoon ohikiertokanavan S2 kautta.

.;. Kuviossa IE on esitetty leikkaus I -1 kuviosta 1C. Kuviossa IE esitetysti liittyy kanava I t < 20 D3 tangentiaalisesti laimennusveden jakotukkiin J. Tällöin kanavan D3 < k < ,,,,: liittymäkohdassa kanavan keskiakselin e3 suunta on tangentiaalinen jakotukin ympyräpoikkileikkaukseen nähden eli e3 on kohtisuorassa sädettä R vastaan. Kuvion suoritusmuodossa sivuaa kanavan D3 ulkoseinämä jakotukin J ulkoseinämää. Tällöin • . ". laimennusnestevirtaus kanavaan D3 otetaan j akotukin J ulkokehältä.

25 :1·1: Kuviossa 2A esitetysti käsittää keksinnön mukainen perälaatikko 10 jakotukkiin 11 johtavassa syöttöputkessa Si kuristuselimen 16, edullisesti putken Sj kavennuksen, : .·. jossa sekoitetaan laimennusvirtausta Lj ennen sen tuloa laimennusveden jakotukkiin J.

· · « · t • · . / 30 Kuviossa 2B on esitetty jakotukki J kuvion 2 A nuolen kj suunnasta.

• Il « · I · · • · 1 « Ψ 7 105407

Kuviossa 3A on esitetty kuristuselimien 16 ensimmäinen edullinen suoritusmuoto, erilliskuvantona, jossa tulokanavassa Si sijaitsevat kuristuselin muodostuu kanavan Si kavennuksesta.

5 Kuviossa 3B on esitetty toinen suoritusmuoto, jossa painehäviö ja siten virtauksen Li turbulenttisuutta aikaansaava elin 16 on muodostettu kanavan Si laajennuksella.

Kuviossa 3C on esitetty keksinnön suoritusmuoto, jossa turbulenttisuutta aikaansaava kuristuselin on muodostettu reikälevyrakenteesta 160.

10

Kuviossa 4 esitetysti on havainnollistettu jakotukin J pinnan Jio rakennetta. Pinta Jio muodostuu aaltomaisesta rakenteesta, jolla hajotetaan pintavirtaus ja siten muodostetaan virtauksesta Li sakeudeltaan tasainen koko poikkileikkauksessa. Näin ollen laimennusvirtauksen Li sakeus ei pyri muodostumaan erisuureksi kanavan 15 poikkileikkauksen eri kohdissa, josta aiheutuisi edelleen laimennusveden säädön epätasaisuutta.

Kuviossa 5 A on esitetty jako tukki J sivulta.

: 20 Kuviossa 5B on esitetty leikkaus Π - II kuviosta 5A ja kuviossa 5C on esitetty leikkaus ‘ . ΙΠ - ΙΠ kuviosta 5A. Kuvion 5A - 5C suoritusmuodossa liittyvät poistokanavat D], < > D2 ... jakotukkiin J tangentiaalisesti. Esimerkkinä kanavan Di pituusakseli ei leikkaa • · jakotukin J pitkittäisakseliin nähden kohtisuorassa poikkileikkauksessa olevan • · * ympyräpoikkileikkauksen omaavan jakotukin säteen R alueella 0,3 R-R, jossa R on t 25 jakotukin J sisäpuolinen säde. Mainitussa leikkauspisteessä kanavan Di pitkittäisakseli . ’ j ’ · ei ja jakotukin J säde R ovat kohtisuorasti toisiinsa nähden. Vastaava liitäntärakenne on ; * j *: myös muiden kanavien D2, D3... ja jakotukin J välillä.

m • · « · * • « /··. Kuviossa 6A, 6B ja 6C on esitetty kuristuselimellä 16, 160 saavutettava virtauksen • * · · 30 nopeuden ja sen kautta virtauksen sakeuden vakioistaminen. Kuviossa 6A kanava Si ei • * · · *. . käsitä erillistä kuristuselintä. Tällöin virtaukseen syntyy poikkileikkausprofiili • · • M • · 8 105407 nopeuden ja sakeuden suhteen, joka on kuviossa esitetyn kaltainen. Kuviossa 6B esitetysti on reikälevy 160 asetettu kanavaan Si. Reikälevy 160 tasottaa virtauksen niin, että reikälevyn 160 jälkeen on tasainen nopeusprofiili ja edelleen tasainen, vakio sakeusprofiili. Kuviossa 6C on esitetty kuristuselimenä 16 käytettäväksi erillistä 5 kanavan kavennusta, joka myös tasaa virtauksen.

Kuviossa 7 A on esitetty keksinnön suoritusmuoto, jossa ympyräpoikkileikkauksen ja tangentiaaliset ulostulokanavat Di, D2, D3... omaavaan jakotukkiin J sen tulopuolen kanavaan Si on asetettu virtausta tasaava kuristuselin 16. Kuviossa 7B on esitetty 10 leikkaus IV - IV kuviosta 7A ja kuviossa 7C on esitetty leikkaus V - V kuviosta 7A. Ulostulot Di, D2 ovat tangentiaalisia ja kuristuselin 16 on kanavakavennus.

Kuviossa 8A on esitetty jakotukki J ja sitä edeltävä kuristuselin 16 laimennusveden jakotukin J suuntaan katsottaessa. Kuviossa 8B on esitetty leikkaus VI - VI kuviosta 15 8A. Kuvioissa esitetysti on siten jakotukkiin J sen tulopuolen kanavaan Si asetettu erillinen reikälevy 160 ja lisäksi ulostulot Di, D2... jakotukista J ovat tangentiaalisia.

i ; i « i • • · • « 1 • · · • « « · · # « · • · · ·♦· I · » * · · ·«· • · · • · · • • f

t · I

• · 1 « · · · • « · • « • « • · · • 1 » · • · · « m ♦ 1 • · · • ·

Claims

9 105407
1. Paperikoneen tai kartonkikoneen perälaatikko (10), joka käsittää massan jakotukin (11) ja jakotukin (11) jälkeen putkistot, kuten pillistön (12) ja/tai 5 turbulenssigeneraattorin (14) ja huulikartion (15), josta massa johdetaan edelleen muodostusviiralle (Hi) ja joka perälaatikkorakenne käsittää laimennusnesteen, edullisesti laimennusveden jakotukin (J), johon on tuloputki (Si) ja poistopäädyn takaisinkiertoputki (S2) ja jakotukin pituudelta kanavat (Di, D2, D3 ...) laimennusveden johtamiseksi edelleen venttiileille (V), V2...) ja edelleen eri kohdille 10 perälaatikkoleveyttä massanjakotukista (11) johdetun massan yhteyteen massan sakeuden säätämiseksi halutuksi ja siten rainan neliöpainon säätämiseksi halutuksi perälaatikkoleveydeltä, tunnettu siitä, että laimennusveden jakotukki (J) käsittää yhteydessään laimennusveden virtauksen (Li) sekoittumista aikaansaavat välineet (16, 160), jolloin laimennusvirtauksesta (Li) saadaan seossuhteeltaan mahdollisimman 15 tasainen koko jakotukin (J) pituudelta ja jakotukin pituussuuntaan nähden kohtisuorissa tasoissa otetuissa virtauspoikkileikkauksissa, jolloin myös laimennusvedestä kanaviin (Di, D2 ...) saadaan seossuhteeltaan mahdollisimman tasalaatuista.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen perälaatikko, tunnettu siitä, että virtaukseen < c ! . 20 tasaisuutta aikaansaavat elimet muodostuvat jakotukkiin (J) johtavassa tulokanavassa I ( l (Si) olevasta kuristinelimestä (16), joka on muodostettu kanavan supistuksena tai I t laajennuksena. • · ··· e · · • f f •
3. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen perälaatikko, tunnettu siitä, t 25 että virtaukseen tasaisuutta aikaansaava rakenne on muodostettu reikälevystä (160) tulokanavassa (Si) tai välittömästi jakotukin (J) tulopäädyssä ennen kanavia (Di, D2 ··· \ • · · . . . ). • · · 1 V • > • « · e t « • « « · .···. 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen perälaatikko, tunnettu siitä, • · • · ,.' 30 että laimennusvesivirtaukseen tasaisuutta aikaansaava rakenne muodostuu jakotukin (J) « « Il • · • · · « 1 10 105407 pinnan (Jio) epätasaisuudesta, jolla hajotetaan pintavirtausta ja sekoitetaan sitä jakotukin (J) keskemmällä olevaan laimennusveden virtaukseen.
5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen perälaatikko, tunnettu siitä, 5 että välineet jakotukin (J) virtauksen muodostamiseksi seossuhteeltaan tasaiseksi, muodostuvat jäqestelystä, jossa laimennusvesikanavat (Dj, D2 ...) liittyvät tangentiaalisesti jakotukkiin (J) sen muodostuessa ympyräpoikkileikkausrakenteesta, jolloin ottamalla virtaus tangentiaalisesti ulos kanavista (Dj, D2 ...) aikaansaadaan laimennusvirtauksen (Li) jakotukissa (J) pyörre. 10 < f I I · t 4 » « l I 4 ί I V ( I « < tilli 4 « • • · «·· • · · • · · • · · • · · • · e f • • · « • · · • · « • 1 · • · f • · • « · I I I • « · t I I • • · • Il • · • · • Μ » I 4 · » M • 105407 π