FI108123B - Menetelmä konerullan aukirullauksessa ja laitteisto konerullan aukirullaimessa - Google Patents

Description

1 108123

Menetelmä konerullan aukirullauksessa ja laitteisto konerullan aukirul-laimessa

Keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mu-' 5 kaiseen menetelmään konerullan aukirullauksessa.

Konerullan aukirullaimissa puretaan paperirainaa konerullilta paperirai-nan off-machine -jälkikäsittelyyn, mikä tarkoittaa varsinaisesta paperi-rainan valmistuslinjasta erillistä käsittelyä. Konerulla koostuu pyörivästä 10 tampuuritelasta ja sen ympärille paperirainasta aikaisemmassa paperin valmistus- tai käsittelyvaiheessa rullatusta paperirullasta, jonka leveys on useita metrejä. Jälkikäsittelynä, johon paperiraina puretaan konerullalta aukirullaimessa, voi olla käsittely, jossa paperirainan pintaa viimeistellään laadultaan valmiin paperin tuottamiseksi, kuten päällystys 15 päällystyskoneessa tai kalanterointi off-machine kalanterissa, tai jossa paperia käsitellään muulla tavoin, kuten uudelleenrullaus välirullaimes-sa laadultaan paremman konerullan muodostamiseksi tai pituusleikkaus asiakasrullien muodostamiseksi pituusleikkurissa.

20 Eräs aukirullain on esitetty mm. suomalaisessa patentissa 100323, jota vastaa US-patentti 5,709,355.

Off-machine -paperinkäsittelyssä paperirainaa johdetaan aukirullaimessa pyörivältä konerullalta tyypillisesti suurilla nopeuksilla (15-50 m/s) 25 jälkikäsittelylaitteistoon, käsittelyprosessin vaatimia mahdollisia pysähdyksiä ja ryömintänopeudella ajoja lukuunottamatta. Rainakatkon sat-!' tuessa tämä merkitsee sitä, että normaalin ajonopeuden ollessa käy tössä paperirainaa purkautuu konerullalta hallitsemattomasti suuria määriä, koska suurta konerullaa ei pystytä pysäyttämään nopeasti. Ko-30 nerullien massojen (nykyään jo useita kymmeniä tonneja) ja halkaisijoiden kasvaessa, varsinkin jos rainakatko tapahtuu konerullan ollessa suhteellisen täysi, pysäytys kestää paperirainan purkautusmisnopeu-' teen nähden suhteettoman pitkän ajan. Lyhyessä ajassa tulevaa suurta paperimäärää ei myöskään pystytä ohjaamaan pulpperiin, vaan se ka-35 saantuu jälkikäsittelylaitteistoon aukirullaimen lähelle. Näin paperirainaa kertyy lyhyessä ajassa suuria määriä ei-toivottuihin paikkoihin aiheuttaen tulipalovaaran ja parhaassakin tapauksessa pitkäaikaisen 2 108123 puhdistuksen paperirainan laitteistoon aiheuttamista tukoksista. Laskutoimituksilla voidaan osoittaa, että jo 15m/s käsittelynopeudella, 8 m rainan leveydellä ja 60 g/m2 neliömassalla rullata purkautuvaa rainaa kerääntyy runsaasti yli 100 kg minuutissa, vaikka rullaa pystyttäisiinkin 5 jarruttamaan. Tällaiset suuretkin määrät on siivottava pois manuaalisesti. Toinen epäkohta on valmiin paperin hävikki, koska hallitsemattomasti purkautunut paperi joudutaan ajamaan hylyksi.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa em. epäkohdat ja esittää erityisesti 10 menetelmä ja laitteisto, joita voidaan käyttää kaikissa aukirullaimissa, joissa puretaan täysilevyisestä rainasta muodostettuja konerullia ja joka on erityisen käyttökelpoinen, kun pyritään entistä suurempiin konerullien kokoihin. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty ohei-15 sen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksintö perustuu siihen, että konerullan pintakerrosta vasten kiristetään pitkänomainen elementti, joka sitoo rullalta purkautuvan paperirainan kiinni rullaan. Tällainen pitkänomainen elementti voidaan kiinnittää 20 hyvin nopeasti häiriötilanteen sattuessa konerullan pintaan esimerkiksi painamalla se nopeasti rullan pintaan, jolloin pyörivä rulla kiertää nauhan samalla rullausytimen pyörivien päiden ympäri, jotka tulevat esiin rullan molemmilla reunoilla. Elementti jää näin kiinni suunnilleen poikittain rainan pitkittäissuuntaan nähden rullan kehäpintaan sen koko le-25 veydelle ja kulkee rullan pyörivän kehän mukana samalla kun esimerkiksi keloilta purkautuva elementti kiertyy tampuuritelan päiden ympärille. Kun esim. rainakatko on tapahtunut ja rullan sitova pitkänomainen elementti on saatu paikoilleen rullan pintaan, rulla voidaan pysäyttää hallitusti, koska rullalta purkautuvasta rainasta ei ole enää haittaa, ja 30 pysäytykseen voidaan käyttää kohtuullisia jarrutusvoimia, mikä säästää jarruja. Lisäksi rulla ei vahingoitu hallitussa pysäytyksessä. Lisäksi ennen elementin toimintaa rullalta purkautunut raina kerääntyy takaisin rullan ympärille eräänlaiseksi irtonaiseksi ’’hännäksi”, ja parhaassa tapauksessa paperia ei jää pois siivottavaksi paljoakaan.

35

Uutta päänvientiä jälkikäsittelylaitteistossa valmisteltaessa elementti katkaistaan ja puretaan pois tampuuritelan kauloilta.

3 108123

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 5 kuva 1 esittää perspektiivikuvantona laitteistoa lepoasennossa, kuva 2 esittää kuvan 1 laitteistoa toiminnan jälkeen, ja kuva 3 esittää poikkileikkauksena elementin syöttölaitetta.

10

Kuvassa 1 on esitetty aukirullauslaitteisto, jossa täysilevyisestä rainasta muodostettua konerullaa R pyöritetään nuolella esitettyyn pyörimissuuntaan kannattamalla samalla rullan ytimen muodostavaa pyörivää tampuuritelaa 1 sen päädyissä olevien laakeripesien kohdalta aukirul-15 lauspukkien 2 päällä. Tampuuritela 1 on tällöin kytketty toisesta päästään sitä pyörittävään käyttöön (ei esitetty). Raina W purkautuu nuolella esitettyyn suuntaan rullan alta jälkikäsittelylaitteistoon, joka voi olla väli-ruliain, jossa purettu paperiraina rullataan uudelleen konerullaksi sopivin rullausparametrein ja mahdolliset vikakohdat poistaen, kalanteri, 20 jossa paperirainan pinta viimeistellään kohdistamalla rainaan painetta yhdessä tai useammassa kalanterointinipissä, päällystyskone, jossa paperirainan pintaan levitetään päällystyspastaa, tai pituusleikkuri, jossa valmista paperia leikataan kapeammiksi osarainoiksi ja osarainat rullataan halutun levyisiksi ja kokoisiksi, konerullaa pienemmiksi asia-25 kasrulliksi. Kaikille näille toiminnoille on tyypillistä, että mahdollisia pakollisia pysähdyksiä ja ryömintänopeudella ajoja lukuunottamatta purettava paperiraina kulkee suurimman ajan käsittelyn vakionopeudella, joka on tavallisesti vähintään 15 m/s ja yleisesti välillä 15-50 m/s. Käsittelynopeudet voivat olla muitakin kuin edellä on esitetty, ja erityisesti 30 voidaan olettaa, että tulevaisuudessa mennään edellä mainitun ylärajan ylikin.

• · ' Kuvassa 1 on esitetty poikittain rainan purkautumissuuntaan nähden si jaitseva johde 3, joka toimii pitkänomaisen taipuisan elementin 4 syöttö-35 laitteena ja voi olla poikkileikkaukseltaan sopiva kouru tai vastaava. Tähän johteeseen 3 syötetty pitkänomainen elementti 4 on taipuisa pitkänomainen, sopivasta materiaalista valmistettu elementti, kuten nauha, punos tai vastaava. Elementin 4 sijainti johteessa 3 on esitetty 4 108123 k poikkileikkauksena kuvassa 3. Elementti 4 on litteä nauha, ja C:n muotoisen johteen avoin sivu on kapeampi kuin nauhan leveys, jotta elementti pysyy johteessa. Avoimen sivun reunat voivat muodostua taipuisasta materiaalista, joka helpottaa nauhan tuloa ulos johteesta 3.

5 Elementin ei tarvitse olla välttämättä poikkileikkaukseltaan litteä nauhamainen, vaan se voi olla myös poikkileikkaukseltaan soikea tai pyöreä köysimäinen elementti. Edullisesti elementti 4 on valmistettu sellu-loosapohjaisesta pulpperoitavasta materiaalista, eli se on riittävän vahva paperinauha, paperiköysi tai vastaava. Elementin raaka-aineena 10 voi olla myös muovi.

Elementti 4 syötetään pääkelalta 5, joka sijaitsee toisessa aukirullaus-pukissa 2, johteen 3 kautta rullan toisen päädyn kohdalla olevaan apu-kelaan 6, johon sitä kerätään sopiva määrä. Myös apukela 6 on kiinni-15 tetty rullan tässä päädyssä olevaan aukirullauspukkiin 2. Johde on U-muotoisena mahdollisimman lähellä täyden paperirullan kehäpintaa ja reunoja. Kelojen 5, 6 ja johteen 3 välillä, leveyssuunnassa tampuurite-lan 1 laakeripesän ja paperirullan sivureunan välisellä alueella eli tam-puuritelan 1 pyörivän kaulan kohdalla rullan kummassakin päädyssä 20 elementti 4 on vapaana ja kulkee lähellä tampuuritelan kaulaa niin, että siihen voidaan vaikuttaa kiinnityslaitteella 7, joka on elementin tiukalle paperirullan kehäpintaan nykäisevä toimilaite. Kuvassa 1 on esitetty tilanne, jossa taipuisa pitkänomainen elementti 4 on syötetty pääkelalta 5 johdetta 3 pitkin yhteyteen apukelan 6 kanssa, jolle se on kelattu pyörit-25 tämällä apukelaa 6. Elementin 4 tulee olla riittävän jäykkää, jotta sitä voidaan esimerkiksi työntää pääkelaa 5 auki pyörittämällä johdetta pitkin kiinni apukelaan. Tarvittaessa voidaan johde varustaa elementin kuljettamista avustavilla elimillä, kuten ilmasuihkuilla, tai mekaanisilla kuljetuselimillä. Kiinnityslaitteet 7 ovat valmiusasemissa konerullalla R 30 olevan paperirullan reunojen ulkopuolella.

Johde 3 on sijoitettu siten, että rainajuoksu sijaitsee sen ja rullan kehä-pinnan välissä, jolloin elementti 4 rullan kehälle siirtyessä kykenee samalla vetämään löysänä rullalta purkautuvan rainan rullan pintaan.

35 Johde voi sijaita rainan irtoamiskohdan takanakin, esim. tilanteessa, jossa se on sijoitettu alas ja rainaa puretaan rullata viistosti ylöspäin.

Johde 3 on kuvassa 1 sijoitettu aukirullauslaitteen sille puolelle, jolle rainaa W puretaan, aukirullauspukkien 2 etupuolelle, jolloin siihen on 5 108123 helppo päästä käsiksi. Johde 3 voi sijaita kuitenkin myös muussa kohdassa, jossa se on toiminnan kannalta tarkoituksenmukaista. Tavallisesti on edullista sijoittaa se lähelle lattiaa, jolloin se voidaan esim. kiinnittää lattiaan.

5

Kuvassa 2 on esitetty tilanne, jossa kiinnityslaitteet 7 ovat nykäisseet rullan kummassakin päädyssä elementin 4 lähemmäksi pyörimisakselia, jolloin elementti tulee samalla ulos johteesta 3 ja kiristyy vasten pyörivän rullan kehäpintaa sitoen päällimmäisen paperikerroksen kiinni pa-10 perirullaan. Samalla kun elementti 4 on keskellä kiristynyt paperirullan kehäpinnan päälle painaen päällimmäisen paperikerroksen lujasti alempia vasten ja estäen näin rainan purkautumisen, se tempautuu suurella kehänopeudella pyörivän rullan mukaan, ja keloilta 5,6 purkautuu tämän johdosta lisää elementtiä 4, joka kiertyy paperirullan kummal-15 lakin reunalla ulospistävän tampuuritelan 1 kaulan ympärille paperirullan reunan ja laakeripesän välissä. Elementin 3 kiristyessä rullan pintaa vasten rullalta jo irti purkautunut raina W kerääntyy elementillä sidotun päällimmäisen kerroksen päälle takaisin irtonaiseksi "hännäksi”. Elementtiä 3 purkautuu pääkelalta 5 ja apukelalta 6 tampuuritelan 1 kaulan 20 ympärille tarpeellinen määrä, ja näin elementti kiinnittyy lujasti paperirullaan. Muutaman kierroksen jälkeen nauhan voidaan anneta katketa esimerkiksi siten, että pääkelan 5 vastus pyörimiselle kasvaa tietyn kierrosmäärän jälkeen, tampuuritelan kaulan ympärille kelalta juokseva elementti kiristyy, ja nauha katkeaa vetojännityksen johdosta tai jotakin 25 sopivasti sijoitettua teräsärmää vasten. Apukelan 6 voidaan antaa tyhjentyä kokonaan ja siihen ei tarvita vastaavaa toimintoa. Pääkelan 5 yhteyteen voidaan järjestää erityinen katkaisulaite.

Elementti 3 kiinnittyy paperirullan päälle oleellisesti aksiaalisuuntaisesti 30 eli poikittain rainan W pitkittäissuuntaa vastaan. Sijainti ei välttämättä ole täsmälleen tampuuritelan pyörimisakselin suuntainen, vaan elementti voi kulkea reunasta reunaan myös vinosti, riippuen sitä, missä asennossa se kiinnittyy rullan pintaan, ja tämä on riippuvainen mm. kelojen 5,6 ja kiinnityslaitteiden 7 sijoituksesta.

35

Kun paperiraina on saatu sidotuksi rullaan elementin 3 avulla, rullan pyörimisliike voidaan pysäyttää tarkoituksenmukaisessa ajassa, eikä 6 108123 tällöin tarvitse pyrkiä mahdollisimman lyhyisiin jarrutusaikoihin, mikä saattaa rasittaa tampuurin pohjaa tai aukirullaimen rakenteita ja jarruja.

Kiinnityslaitteet 7 voivat olla paineväliainekäyttöisiä nopean liikkeen ai-5 kaansaavia toimilaitteita, ja elementtiin osuvan ja sitä siirtävän osan liike voidaan toteuttaa lineaariliikkeenä toimilaitteen liikkeen mukaisesti, tai se voi olla kääntöliike lineaariliikettä toteuttavan toimilaitteen kytketyn vivun välityksellä. Kiinnityslaitteena 7 voi periaatteessa olla mikä tahansa liikkeen aikaansaava toimilaite. On mahdollista, että vain paperi-' 10 rullan toisessa reunassa tarvitaan kiinnityslaitetta, joka siirtää elementin 4 riittävän kireäksi vasten paperirullan kehäpintaa, minkä jälkeen rullan pyörimisliike vetää elementtiä 4 myös vastakkaisella reunalla pois kelalta tampuuritelan 1 kaulan ympärille.

15 Keksintöä ei ole rajoitettu edellä esitettyyn suoritusmuotoon, vaan sitä voidaan muunnella patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Keksinnön piiriin kuuluvat kaikki laitteistot, joilla poikittain rainan kulkusuuntaan nähden valmiusasemassa sijaitsevaa elementtiä 4 voidaan lähentää rullan pintaan ja saattaa se kontaktiin 20 rullan pinnan kanssa. Kiinnityslaitetoiminto voidaan integroida esim. keloihin, jolloin niihin voidaan järjestää elementtiä siirtävät elimet, jotka kykenevät vaikuttamaan kelalta tulevaan elementtiin 4. Periaatteessa on mahdollista suorittaa siirto pelkästään toista kelaa tai molempia keloja aktiivisesti pyörittämällä purkautumissuunnalle vastakkaiseen 25 suuntaan, jos ne on sijoitettu niin rullan reunojen ulkopuolelle, että niiden välissä tämän johdosta lyhenevä elementti 4 osuu rullan pintaan, mutta tämä vaatii kelojen nopeaa vapauttamista vapaasti purkautumissuuntaan pyöriviksi, kun elementti 4 lähtee pyörivän rullan mukaan.

30

Johde 3 voi olla asemaltaan kiinteä tai se voidaan järjestää liikkuvaksi, jolloin se voi esimerkiksi siirtyä radiaalisuunnassa rullan pyörimisakselia kohti rullan vähitellen pienetessä, eli ’’seurata” rullan pintaa. Leveän U:n muotoisessa johteessa tämä toiminto on mahdollista toteuttaa esim.

35 järjestämällä johteen radiaalisuuntaiset haarat teleskooppisiksi tai muulla tavalla lyheneviksi, ja kelojen 5,6 avulla elementti 4 voidaan pitää aina riittävän kireällä.

7 108123

Lisäksi on mahdollista järjestää laitteiston toiminta automaattiseksi siten, että rainakatkon automaattisesta valvonnasta tulee toimintakäsky kun rainan katkeaminen havaitaan, äli kiinnityslaitteiden säätöelimet, jotka ohjaavat niiden toimintaa, on yhdistetty jälkikäsittelylaitteiston au-5 temaattisen ohjausjärjestelmän kautta rainakatkon valvontaan.

Rainakatkoa seuraavan päänviennin yhteydessä elementti syötetään pääkelalta 5 johdetta 3 pitkin apukelalle 6, ja kun jälkikäsittelylaitteisto on taas toiminnassa, laitteisto on virittyneenä toimintavalmiiksi mahdol-10 lista seuraavaa rainankatkoa varten.

Lisäksi keksintöä voidaan käyttää riippumatta siitä, puretaanko paperi-rainaa rullan alta vai päältä, koska elementti sitoo paperirullan riippumatta rullan pyörimissuunnasta.

)Φ1

Claims (19)

1. Menetelmä konerullan aukirullauksessa, jossa paperirainaa (W) puretaan paperirullalta paperin jälkikäsittelyyn, tunnettu siitä, että paperi- 5 rullalta purkautuva paperiraina (W) sidotaan häiriötilanteen, esim. rai-nakatkon sattuessa paperirullan pintakerrosta vasten kiristyvän pitkänomaisen elementin (4) avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 10 pitkänomainen elementti {4) kiristetään rullan pintaan siten, että se kulkee oleellisesti poikittain rainan (W) pitkittäissuuntaa vastaan paperirullan ulkoreunojen välillä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 paperirullan yli kulkeva pitkänomainen elementti (4) kiinnitetään rullan ulkoreunojen ulkopuolella rullan pyörimisakselin ympäri pyörivään rul-lausytimen pintaan, kuten tampuuritelan (1) kaulalle.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 pitkänomaista elementtiä (4) kerätään paperirullan ulkoreunojen ulkopuolella rullausytimen rullasta ulospistävän pään ympärille, kuten tampuuritelan (1) kaulalle, useita kierroksia rullan pyöriessä ja rullan pintaan kiristyneen elementin (4) liikkuessa rullan pyörimisliikkeen mukana. 25

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pitkänomaista elementtiä (4) puretaan rullausytimen ympärille varastoista, kuten keloilta (5,6).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pit känomaista elementtiä (4) puretaan rullausytimen ympärille varastoista, kuten keloilta (5,6) vetojännityksen alaisena. •» I

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet-35 tu siitä, että pitkänomainen elementti (4) syötetään oleellisesti poikittain rainan (W) pitkittäissuuntaa vastaan sijaitsevalla johteella (3) pyörivän paperirullan läheisyyteen ja siirretään tästä johteesta (3) rullan pintakerrosta vasten. <L 9 108123 t

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperirainan jälkikäsittely on päällystys, kalanterointi, uu-delleenrullaus tai pituusleikkaus. 5

8 108723

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elementin (4) siirretään paperirullan pintaan automaattisena toimintona rainakatkon tapahtuessa.

10. Laitteisto konerullan aukirullaimessa, tunnettu siitä, että se käsit tää rainan (W) purkusuuntaan nähden poikittaisen pitkänomaisen elementin (4) sekä elementin kiinnityslaitteen (7), joka on järjestetty siirtämään elementin (4) kiinni aukirullaimessa olevaan pyörivään konerullaan (R) siinä olevan paperirullan kehäpintaa vasten. 15

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kiinnityslaitteen (7) liikerata on järjestetty sellaiseksi, että se liikkeensä avulla siirtää elementin (4) lähemmäksi konerullan rullausydintä, kuten tampuuritelaa (1). 20

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kiinnityslaitteen (7) liikerata on järjestetty aukirullaimessa olevan kone-rullan paperirullan reunan ulkopuolelle paperirullan reunasta ulospistä-vän rullausytimen, kuten tampuuritelan (1) päätä kohti suuntautuvaksi. 25

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kiinnityslaitteita (7) on kaksi, yksi paperirullan kummallakin reunalla.

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 10-13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää johteen (3), kuten kourun, joka on järjestetty ohjaamaan pitkänomaista elementtiä (4) toiminta-asentoon. »«

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 10-14 mukainen laitteisto, 35 tunnettu siitä, että pitkänomainen elementti (4) on konerullan toisessa päädyssä varastona, kuten kelalla (5). • · ίο 108123

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää konerullan vastakkaisessa päädyssä apuvaraston, kuten apu-kelan (6), joka on järjestetty vastaanottamaan varastosta syötettyä pitkänomaista elementtiä (4). 5

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että varastot, kuten kela (5) ja apukela (6), on järjestetty vapaasti päästämään tietyssä vetojännityksessä pitkänomaista elementtiä (4) ainakin tietty määrä elementin (4) keräämiseksi rullausytimen, kuten tampuuritelan 10 pään ympärille.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 15-17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kiinnityslaitteen (7) liikerata elementin (4) siirtämiseksi on järjestetty varaston, kuten kelan (5), ja paperirullan sitä lähinnä olevan 15 reunan välille.

19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 10-18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se on sijoitettu päällystyskoneen, kalanterin, välirul-laimen tai pituusleikkurin aukirullaimen yhteyteen. Ί «· • «. 11 108123