FI109478B - Puristusvaippa puristuslaitetta varten - Google Patents

Description

109478

PURISTUSVAIPPA PURISTUSLAITETTA VARTEN - PRESSMANTEL FÖR EN PRESSANORDNING

Keksintö koskee puristusvaippa puristuslaitetta varten, joka toimii varsinkin ainerainan, esimerkiksi paperirainan veden poistamista tai kiillottamista varten. Puristusvaippa, jossa on patenttivaatimuksen 1 johdannossa esitetyt tunnusmerkit, on tunnettu julkaisusta W0 88/08897. Tämän tunnetun puristus-vaipan erikoisuus on siinä, että vahvis tus 1angat eivät ole kudoksen muodossa (kuten esimerkiksi julkaisussa US-PS 4,552,620), vaan kaikki sijaitsevat jokseenkin tarkasti yhdensuuntaisesti puristusvaipan ulkopinnan kanssa elastomee-risen vaippamateriaalin sisällä; sillä vahvistuslangat on järjestetty kahteen asentoon (tai "kerrokseen"), jolloin pitkittäis 1 angat muodostavat sisäasennon ja kehälangat ulkoasen-non. Kehälangat on kierretty yksi- tai monikierteisen ruuvi-viivan mukaisesti puris tusvaippaan. Tunnetun, kuten myös keksinnön mukaisen puristusvaipan toinen olennainen tunnusmerkki on se, että elastomeerinen materiaalikerros on valmistettu yhdestä ainoasta valusta ja on siten täysin homogeeninen, vaikkakin se ympäröi vahvistuslankoja joka puolelta. Toisin ’· '· sanoen vahvistuslangat eivät sijaitse missään kohdassa välit-« · · * · * * tömästi puristusvaipan ulkopinnassa eivätkä siten ulkone mis-sään kohdassa ulkopinnasta, kuten esimerkiksi on kysymys : edellä mainitun julkaisun US-PS 4,552,620 kuvioissa 2 ja 3.

Tällainen puristusvaippa joutuu käynnin aikana suurten rasitusten alaiseksi. Kuten julkaisun W0 88/08897 kuviosta 1 tai . julkaisun US-PS 4,552,620 kuviosta 5 nähdään, joutuu puris-tusvaippa kulkiessaan puristuslaitteen puristusvyöhykkeen kautta suuren paine- ja vanutusrasituksen alaiseksi. Siinä ! ’.· tapauksessa, että puristusvaippa muodostetaan 1 e tkumai s eks i : telavaipaksi, joka on suljettu molemmista päistään (kiinnit- « · « . tämällä vaipankannatuskiekkoihin), syntyy vielä lisäksi veto-’ ‘ jännitys sisäisen paineen johdosta. Puristusvaipan päiden kiinnityksestä mainittuihin vaipankannatuskiekkoihin on myös seurauksena se, että puristusvaipan pälliä ei ole mahdolli- 2 109478 suutta seurata puristusvaipan mahdollista venymistä kehän suunnassa. Tästä on seurauksena se, että puristusvaipalla täytyy olla kehän suunnassa erittäin suuri vetolujuus, jotta venyvyys kehän suunnassa olisi niin pieni kuin vain mahdollista.

Tunnetun letkumaisen puristusvaipan lisärasitus käy ilmi julkaisusta US-PS 4,923,570, varsinkin kuviosta 2. Puristusvaipan normaali pyörähdystie on olennaisesti lähes ympyrärata.

! Tullessaan puristusvyöhykkeeseen täytyy puristusvaipan kui tenkin siirtyä suhteellisen terävästi suunnasta toiseen. Sama koskee poistumista puristusvyöhykkeestä.

Kaikki nämä rasitukset vaikuttavat puristusvaipan elinikään. Keksinnön tehtävänä on sen tähden saada aikaan puristusvaip-pa, jolla on tunnettuihin sovellutuksiin nähden pitempi elin-I ikä.

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 uutuudentun-nusmerkkien mukaan.

Keksinnön avulla voidaan samanaikaisesti täyttää kaksi toi- • · · " silleen vastakkaista vaatimusta, nimittäin toisaalta saavut- taa mahdollisimman suuri vetolujuus kehän suunnassa (ja siten ί : : hyvin vähäinen venyvyys) ja toisaalta antaa puristusvaipalle ! : ·.· kehän suunnassa tähän astiseen verrattuna olennaisesti parem- i · · j I ....ί pi " tai vutusp ehmey s" . Voidaan olennaisesti pienentää erityi- sesti puristusvaipan rasituksia, jotka syntyvät siirtymisestä suhteellisen terävästi suunnasta toiseen puristusraon tulo-. ja menopuolella.

·' Olennaista suuremman taivutuspehmeyden aikaansaamiseksi on ; erittäin ohuiden kehälankojen (suuruusluokkaa 0,4-1 mm) kek- sinnön mukainen käyttö. Täten voidaan tähänastiseen verrattu-. na olennaisesti pienentää puristusvaipan paksuutta (esimer-* j kiksi aina 3-5 mm saakka), jolloin vahvistuslangat vielä ovat täysin upotettuina elastomeerisen materiaalikerroksen sisään. Viimeksi mainittu on tärkeätä, jotta vältettäisiin vahvistus- 3 109478 lankojen mahdollinen ulkoapäin aiheutettu kuluminen. Erityisen edulliset tulokset ovat saavutettavissa, kun ei ainoastaan kehänlangoilla vaan myös pitkittäi s 1angoi11 a on erittäin pieni 1ankahalkai sija. On jopa mahdollista käyttää pitkit- taislankoja, joiden halkaisija on vielä pienempi kuin kehä-lankojen halkaisija.

Tosin paperikoneissa on jo käytetty puristusvaippoja, joilla on edellä mainittu vähäinen paksuus. Kuitenkin näissä puris-tusvaipoissa on kudotut (siis jäykäksi tekevät) vahvistusker-rokset, joissa uloimmat kudoslangat ulkonevat elastomeerises-ta vaippamateriaalista ja ovat siis kulumisvaarassa.

Julkaisusta EP O 354 743 AI tunnetaan puristusvaippa, jossa on kehän suuntaan kulkevia ripoja (ja niiden välissä sijaitsevia uria), jolloin jokaisessa rivassa on halkaisijaltaan esimerkiksi 0,5 mm oleva kehälanka tai kaksi kehälankaa. Ripojen yleensä hyvin vähäisen leveyden johdosta (suuruusluokkaa 2 mm) näyttää kuitenkin epäilyttävältä, voidaanko kehä-langat - puristusvaippaa valmistettaessa - sijoittaa tarpeellisella tarkkuudella ripoihin ilman, että ne ulottuvat (ainakin paikoitellen) uriin.

4 109478 teen lisäksi voivat kehälangat olla muodostetut aineesta, jolla on suurempi vetolujuus (esimerkiksi hiilikuiduista) kuin pitkittäislangat, jotka voivat muodostua kuten tähän asti esimerkiksi polyamidista.

Mikäli on kysymys letkumaisesta ja molemmista päistään suljetusta puristusvaipasta, pitää kehälankojen halkaisijan olla keksinnön mukaan vain noin 1/4000 - 1/1000 (erityistapauksissa 1/500) puristusvaipan ulkohalkaisijasta. Mikäli puristus-vaippana sitä vastoin pitää käyttää sivulta avointa puristus-nauhasi lmukkaa (julkaisun US-PS 4,552,620 kuvion 5 mukaisesti) niin kehälankojen halkaisija on suunnilleen välillä 1/8000 - 1/2000 ajatellusta nauhan halkaisijasta, esimerkiksi puristusvaipan valmistukseen tarvittavan valusylinterin ulkohalkaisijasta .

Puristusvaipan keksinnön mukaisella muodostamisella voidaan odottaa olennaisesti pidempää elinikää. Tämä ei aiheudu ainoastaan suuremmasta taivutuspehmeydestä vaan myös siitä tosiasiasta, että pienemmän puristusvaippapaksuuden johdosta leikkausvoiman aiheuttama rasitus puristusvyöhykkeeseen tullessa pienenee olennaisesti. Lisäksi pienenee vanutusrasitus; '· tästä aiheutuu se, että vältetään vahvistuslankojen ja elas- • · tomeerisen materiaalikerroksen välisen sidoksen irtaantumisen vaara tai ainakin pienennetään sitä olennaisesti. Tätä vaaraa : voidaan pienentää myös käyttämällä mul t i f i i 1 i s i a lankoja ( mo- ·;«·· nofiilisten lankojen asemesta) tai käyttämällä monofiilisia lankoja, joilla on litistetty poikkileikkaus (katso julkaisun W0 88/08897 kuvio 4a/4b) .

... Keksinnön mukaisen puristusvaipan valmistus tapahtuu pääasi- \ allisesti julkaisussa W0 88/08897 esitettyjä tietoja vastaa- : vasti. Erityisesti laitteet p i tki ttäi s lanko j en jännittämisek- si valusylinterin päälle on kuvattu siinä yksityiskohtaises-, ti; tätä selostusta ei sen tähden tässä toisteta.

, 109478 b

Keksinnön sovellutusesimerkkejä ja puristusvaipan valmistamista varten tarkoitetun laitteen yksityiskohtia selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 esittää osapoikki1 eikkausta pitkittäisrakopuristus-laitteesta, jossa on keksinnön mukainen puristusvaip-pa.

Kuvio 2 esittää suurennettua yksityiskohtaa A kuviosta 1.

Kuvio 3 on kaaviollinen kuva puristusvaipan osakappaleesta siinä sijaitsevine vahvistuslankoineen.

Kuvio 4 esittää kaavio 11is e sti poikkileikkausta laitteesta puristusvaipan valmistamiseksi.

Kuvio 5 on suurennettu osapitki11äis 1 eikkaus pitkin kuvion 4 viivaa V.

Kuvio 6 on osapitkittäisleikkaus eräästä toisesta puristus-vaippasovellutuksesta.

’· '· Kuviossa 1 esitetyn (ja pääasiallisesti tunnetun) puristus-’ ' laitteen olennaiset elimet ovat kiinteä kannatin kappale 11 (josta vain pieni osa on näkyvissä), moniosainen puristusken-kä 13, joka on siirrettävissä yhdensuuntaisesti puristustason E kanssa, ja vastatela 15. Puri s tuskenkä 13 on jaettu ala-;‘j'. osaan 14 ja yläosaan 16. Alaosa 14 on järjestetty männäksi painekammioon 12 (muodostettu kannatinkappaleen 11 onteloksi itif. ja rajoitettu tiivistyslistoilla, jotka lepäävät tiivistys-listakannattimissa 18 ja 19). Yläosassa 16 on kovera, vasta-telan 15 muotoon sovitettu liukupinta, jonka yli puristus-| vaippa 10 liukuu. Pur i stuskengän yläosa 16 muodostaa yhdessä : : vastatelan 15 kanssa niin sanotun "pidennetyn" puristusraon, . jolla on (nuolella nähtävässä) kulkusuunnassa pituus b. Puristusvaipan 10 ulkopuolella kulkee puristusraon läpi huopa-nauha 21, ja näiden molempien välissä paperiraina 20, joka on merkitty pisteviivalla.

6 109478

Puristusraon ulkopuolella kulkee puris tusvaippa 10 olennaisesti ympyränmuotoista kiertorataa, jonka keskipiste on merkitty viittausnumerolla 9a ja sädemerkillä R (puristusvaipan 10 kiertoakseli 9a on järjestetty kiinteän kannatinkappaleen 11 keskiakseliin 7a nähden siirtyneeksi). Puristuskengän yläosassa 16 jatke 17, joka muodostaa pyöristetyn ylimenon ympyränmuotoiselta kiertoradalta liukupinnan koveralle osalle. Samankaltainen pyöristetty ylimeno on järjestetty puristus-raon poistokohdalle.

Puristusvaipan 10 paksuus d on suunnilleen (suuruusluokkaa) 3-5 mm. Puristusvaipan ulkohalkaisija (siis kaksi kertaa säteen R ja paksuuden d summa) on esimerkiksi suuruusluokkaa 1,5 m. Erikoistapauksessa se voi olla myös pienempi kuin 1,0 m. Kuviossa 1 ei ole esitetty vaipankannatuskiekkoja, joihin puristusvaipan 10 molemmat päät on kiinnitetty ja jotka on laakeroitu kiertyviksi kiertoakselin 9a ympäri.

Kuvio 2 esittää voimakkaasti suurennettua kuvaa puristusvai-pasta 10 (yksityiskohta A kuviossa 1). Tästä nähdään elasto-meerinen vaippamateriaali 22 (esimerkiksi polyuretaani) ja siihen täysin upotetut vahvistuslangat 23 ja 24. Näitä ovat *.: pitkittäislangat 23, jotka sijaitsevat yhdensuuntaisesti ·;·*;' kiertoakselin 9a kanssa, ja kehälangat 24, jotka aina muodos-tavat ulomman lankakerroksen ja jotka on siis kierretty si-j säliä sijaitsevien pitkittäislankojen 23 päälle. Kehälankojen 24 halkaisija f on vain noin 1/4000 - 1/1000, mainitussa eri-koistapauksessa 1/500 puristusvaipan 10 ulkohalkaisijasta D. Kuviossa 1 laskettuna on D = 2(R+d).

’· · Kuviosta 3 nähdään, että kehälankojen 24 lukumäärä laskettuna pinta-alayksikköä kohti on olennaisesti suurempi kuin pitkit-; täislankojen 23 lukumäärä. Kehälankojen 24 luku voi olla esi-merkiksi kolme kertaa suurempi kuin pitkittäislankojen 23 lu- t < 1 • ku. Tällöin on oletettu, että pitkittäislankojen 23 halkaisi-: ’ ja on samaa suuruusluokkaa kuin kehälankojen 24 halkaisija f ja että pitkittäis lankoihin ja kehälankoihin käytetään samaa tai samankaltaista ainetta.

7 109478

Eräässä toisessa sovellutusesimerkissä voidaan järjestää suunnilleen seuraavat mitoitukset:

Pitkittäislankojen 23 halkaisija e suuruusluokkaa 0,5 mm; Ke-hälankojen 24 halkaisija f suuruusluokka 1,0 mm; Puristusvai-pan paksuus d välillä 3 ja 4 mm; Kehälankojen 24 lukumäärä pinta-alayksiköllä vain noin 1,2-2,0 kertaa suurempi kuin pitkittäislankojen 23 lukumäärä.

j Kuviossa 4 esitettyyn laitteeseen puristusvaipan 10 valmista miseksi kuuluvat kiinteä konepöytä 25, sen päällä pitkittäin siirrettävä tuki 26 ja laakerikilpiin 27 kiertyvästi laakeroitu valusylinteri 28. Näitä varten on järjestetty ei-esi-tetty käyttölaite, joka on kytketty kiertyvään karaan 29, joka toimii tuen 26 siirtämiseksi (johdekiskoissa 30). Tällöin on valusylinterin 28 kierrosluku ja tuen 26 liikenopeus synkronoitu keskenään.

i J Tuen 26 päällä sijaitsee varastosäiliö 33 elastomeerisen I vaippamateriaalin komponentteja varten ja lisäksi sekoitin 34, tulojohto 35 ja valusuutin 36. Sen suuaukko sijaitsee välittömästi valusylinterin 28 pinnan läheisyydessä. Tuen 26 ’· '· päälle on lisäksi kiinnitetty kehälankojen 24 purkauslaite 32. Tämä purkauslaite 32 on järjestetty valosylinterin 28 ·.·.· kiertosuuntaan nähden (osoitettu nuolella) valusuuttimen 36 '/·· jälkeen.

Kuviossa 4 on kaaviollisesti esitetty lukuisia valusylinterin 28 kiertoakselin kanssa suunnilleen yhdensuuntaisia ja vähäi-sellä välimatkalla sylinterin vaippapinnasta jännitettyjä ... p i tki 11 ä i s 1 anko j a 23. Elastomeer inen vaippamateriaali 22 valetaan pitkittäisiankojen 23 välisten tilojen kautta ruuvi- viivan muotoisen vaipan muodossa valusylinterin 28 päälle. Mahdollisimman lyhyellä etäisyydellä valusuuttimen 36 jälkeen ,·.; tulevat kehälangat 24 taittorullan 31 kautta täten valetun vaippamateriaalin 22 sisään.

β 109478

Kuten kuviosta 5 nähdään, voidaan esimerkiksi neljää vierekkäistä kehälankaa 24 kiertää samanaikaisesti. Esitetyssä esimerkissä uppoavat kehälangat 24 ensiksi vain vähän vaippama-teriaaliin. Sen tähden valetaan valusylinterin 28 (kuten katkoviivoilla on esitetty) yhden kierroksen jälkeen vielä lisää vaippamateriaalia kehälankojen päälle. Tämä saadaan aikaan siten, että valusuuttimen 36 leveys - kuvion 5 mukaisessa kuvassa katsottuna - on noin kaksi kertaa niin suuri kuin tuen 26 syöttö valusylinterin 28 yhdellä kierroksella. Tällöin on järjestely, kuten kuviosta 5 nähdään, tapahtunut seuraavasti: valusuutin 36 peittää niiden (esimerkiksi neljä lankaa käsittävän) kehälankakierrosten alueen (I), jotka kierretään välittömästi valusuuttimen jälkeen, sekä myös edellisten (samoin neljä lankaa käsittävän) kehälankakierrosten alueen (II). Tarvittaessa voidaan valusuuttimen leveyttä vielä edelleen suurentaa niin, että se peittää esimerkiksi kolmen tai neljän kehälankakierrosten alueet. Tuloksena on se, että suhteellisen ohuet materiaalikerrokset limittävät toisiaan. Jos sitä vastoin valettaisiin suhteellisen paksuja "vaippoja" yksinkertaisesti vain vierekkäin, syntyisi se vaara, että vielä nestemäinen materiaali valuisi pois valusylinteriltä 28.

» · · '·’· Kun puristusvaippa on valettu valmiiksi ja kovetettu, tasoi- ' tetaan sen pinta mekaanisella käsittelyllä ja valmistetaan tällöin puristusvaipan haluttu paksuus. Kuvioista 2 ja 5 poi-: keten voidaan valmistaa puristusvaippa, jolla on suurempi *:··· paksuus d, valamalla päälle suurempi määrä elastomeerista ;’j’. vaippamateriaalia. Tässä tapauksessa voidaan tarvittaessa (tarkoituksella varastoida väliaikaisesti puristusvettä pu-ti ristu sr akoon) muodostaa kehäuria ja/tai pohjaporauksia puris-... tusvaipan ulkopintaan.

9 109478 koja elastomeeriseen vaippamateriaaliin. Vastaavasti kasvaa valmiin puristusvaipan paksuus.

Toinen mahdollisuus on esitetty kuviossa 6. Tässä puristus-vaipassa 10' on tarkoituksellisesti järjestetty kehälankojen 24 ja pitkittäislankojen 23 välille tietty välimatka, joka on esimerkiksi suuruusluokkaa langanhalkaisija. Täten on siis kehälangat 24 - vain vähäisellä puristusvaipan 10' paksuuden | lisäyksellä - siirretty lähelle ulkopintaa. Täten voidaan, } erityisesti puristusvaipan ulkokerroksessa, pienentää edelleen venymää puristusraon läpikulussa. 1 i «

Claims (8)

10 109478

1. Puristusvaippa puristuslaitetta varten, joka toimii varsinkin ainerainan (esimerkiksi paperirainan 20) vedenpoista-mista tai kiillottamista varten ja jolla on seuraavat tunnusmerkit: a) puristusvaippa (10) on muodostettu elastomeerisesta vaip-pamateriaalista (22) ja kahdesta kerroksesta vahvistuslan-koja (23, 24), nimittäin sisäkerroksesta ja ulkokerroksesta ; b) sisäkerros muodostetaan pitkittäislangoista (23), jotka ξ puristuslaitteen toimiessa sijaitsevat yhdensuuntaisesti puristusvaipan (10) kiertoakselin (9a) kanssa; c) ulkokerros muodostetaan kehälangoista (24), jotka on kierretty ruuviviivamaisesti ja jotka puristuslaitteen toimiessa sijaitsevat suunnilleen puristusvaipan (10) kulkusuunnassa ; d) vahvistuslangat (23, 24) ovat joka puolelta elastomeerisen materiaalikerroksen ympäröimät, joka on valmistettu homo- : : ! geenisesti eli yhdestä ainoasta valusta; ·;<· tunnettu seuraavista tunnusmerkeistä: e) kierrettyjen kehälankojen (24) halkaisija (f) on korkein- . taan 1/500 puristusvaipan (10) ulkohalkaisijasta (D); f) puristusvaipan (10) pinta-alayksikköä kohti laskettuna ; kaikkien kehälankojen (24) vetolujuus on suurempi kuin kaikkien pitkittäislankojen (23) vetolujuus.

‘ | 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puristusvaippa, tun nettu siitä, että - laskettuna puristusvaipan pinta-alayksikköä kohti - kehälankojen (24) lankapoikkileikkausten 11 109478 summa on suurempi kuin pitkittäislankojen (23) kaikkien lan-kapoikkileikkausten summa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen puristusvaippa, joka on käytössä letkumaisen telavaipan (10) muotoinen, jonka päät on kiinnitetty vaipan kannatuskiskoihin, tunnettu siitä, että kehälankojen (24) halkaisija (f) on vain 1/4000 - 1/500 telavaipan ulkohalkaisijasta (D).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen puristusvaippa, joka ! on käytössä päättömän ja molemmille puolille päin avoimen nauhasilmukan muotoinen, tunnettu siitä, että kehälankojen halkaisija on 1/8000 - 1/2000 ajatellusta nauhan ulkohalkaisi jasta.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen puristusvaippa, tunnettu siitä, että sen paksuus (d) on vain 3-5 mm.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen puristusvaippa (10'), tunnettu siitä, että pitkittäislankojen (23) sisäkerroksen ja kehälankojen (24) ulkokerroksen väliin muodostuu välimatka, joka suuruusluokaltaan vastaa lan- '· '· gan halkaisijaa (Fig. 6). ί.*.·'

7. Laite jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisen : puristusvaipan (10) valmistamiseksi, jossa laitteessa on pyö- ;··· rivä valusylinteri (28) ja sen päälle järjestetty laite pit-ki ttäi s lanko j en (23) jännittämiseksi sekä valusylinterin pyörimisakselin kanssa yhdensuuntaisesti siirrettävä valusuutin . (36) ja samoin siirrettävä kehälankojen (24) purkauslaite ... (32), tunnettu siitä, että purkauslaite (32) on jär- t t i \ jestetty valusylinterin (28) pyörimissuuntaan nähden valu-! suuttimen (36) jälkeen.

. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu seu- » i ( raavista tunnusmerkeistä katsottuna valusylinterin (28) pyörimisakselin kanssa yhdensuuntaisessa leikkauksessa: 12 109478 a) valusuuttimen (36) leveys on suurempi kuin kehälankakier-rosten peittämä valusylinterin (28) osapituus; b) valusuutin (36) peittää sekä välittömästi valusuuttimen taakse kierrettyjen kehälankakierrosten alueen (I) että myös edellisen kehälankakierrosten alueen (II). f ! i • « · • · · • · · t · • t * » · · t I · ( * · » 13 109478