FI112259B

FI112259B - Perälaatikko ja menetelmä monikerroksisen paperirainan valmistamiseksi

Info

Publication number: FI112259B
Application number: FI942997A
Authority: FI
Inventors: Hans-Peter Sollinger
Original assignee: Voith Gmbh J M
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 2003-11-14
Also published as: JPH07138893A; EP0632159B1; JP3400109B2; EP0632159A1; US5609726A; CA2126902A1; FI942997A; DE4321268C2; DE4321268A1; DE59402201D1; FI942997A0; ATE150815T1

Description

5 112259

PERÄLAATIKKO JA MENETELMÄ MONIKERROKSISEN PAPERIRAINAN VALMISTAMISEKSI - INLOPPSLÄDA OCH FÖRFARANDE FÖR FRAMSTÄLLNING AV EN FLERSKIKTSPAPPERSBANA

Tämän keksinnön kohteena on perälaatikko monikerroksisen pa-perirainan valmistamiseksi tai useiden yksi- tai monikerroksisten perälaatikoiden yhdistelmä monikerroksisen paperirai-nan valmistamiseksi sekä menetelmä tätä varten.

10

Eräs monikerroksinen perälaatikko tunnetaan esimerkiksi julkaisusta DE-OS 40 29 545 AI. Se palvelee yksittäisten suutin-tilojen massasuspension avulla tapahtuvassa toisistaan riippumattomassa päällystyksessä monikerroksisen paperirainan 15 valmistamiseksi. Monikerroksisen perälaatikon yksittäisten suutintilojen väliin on järjestetty kääntyviä, poikittain ko-neenleveyden yli ulottuvia lamelleja, jotka estävät eri mas-sasuspensiovirtausten liian aikaisen sekoittumisen.

20 Samoin tunnetaan ennestään paperikoneita monikerroksisten pa-perirainojen valmistamiseksi useiden toisistaan riippumattomasti vaikuttavien perälaatikoiden avulla. Eräs tällainen ; ·,. ratkaisu on esitetty julkaisussa DE-OS 40 31 038 AI. Tässä » julkaisussa on esitetty paperikone, jossa aikaansaadaan 25 useille yhdessä liikkuville viiroille toisistaan riippumatto- • * · ,·, j mia paperikerroksia, jotka seuraavassa työvaiheessa, kuiten- • » * ' / kin ennen paperikoneen puristusosaa, asetetaan päällekkäin, jolloin syntyy monikerroksinen paperi.

• · · • » · 30 Näissä monikerroksisissa papereissa on eräänä ratkaisematto- » · * : ,· mana ongelmana ollut kuitusuuntaus- ja pintapaino-poikittais- ·,,,♦ profiilin säätäminen. Varsinkin esimerkiksi kolmikerros-perä- laatikoissa on erittäin vaikeata toteuttaa keksimmäisen ker-,···, roksen pintapainosäätö. Samanaikaisesti syntyy ongelmia suut- I t ’·’ 35 timen aukkojen kohdalla ulompien kerrosten kuitusuuntauksen ... suhteen.

m i » » 2 112259

Keksinnön tehtävänä on aikaansaada monikerroksinen perälaa-tikko sekä menetelmä monikerroksisen massarainan valmistamiseksi, jolla perälaatikolla ja menetelmällä on mahdollista vaikuttaa kuitusuuntaus- ja pintapaino-poikittaisprofiiliin 5 yksittäisissä kerroksissa toisistaan riippumatta ja siten aikaansaada paperiraina, jossa on aiempaa parempi oikoisuus ja parempi pintapaino-poikittaisprofiili, valmistuksen ollessa kuitenkin taloudellista.

10 Tehtävä on ratkaistu keksinnöllä, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty itsenäisten patenttivaatimusten tunnus-merkkiosissa.

Keksijä on havainnut seuraavaa: monikerroksissa papereissa 15 kuitusuuntaus- ja pintapaino-poikittaisprofiilia on säädettävä. Kuitusuuntaus-poikittaisprofiilisäätö voi nykyaikaisessa perälaatikossa tapahtua vaikuttamalla vyöhykkeittäin tilavuusvirtaan, kun taas pintapaino-poikittaisprofiilisäätö voi tapahtua vaikuttamalla vyöhykkeittäin massapaksuuteen.

20 Yksittäisten kerrosten ominaisuudet eroavat lujuuden, raaka-massakustannusten, repeytymiskestävyyden ja sen suhteen, mi-; '·· ten ne vaikuttavat esimerkiksi arkin oikoisuuteen tai paperin ; painokelpoisuuteen. Tällä tavalla voidaan esim. tarkalla vai- kuttamisella ulomman kerroksen kuitusuuntaukseen vaikuttaa :25 tehokkaasti arkin oikoisuuteen, kun taas tasalaatuinen pinta-paino saavutetaan parhaiten keskimmäiseen kerrokseen vaikutti’ tantalla.

Seuraavassa selitetään joitakin esimerkkejä erilaisten toteu-30 tusmuotojen avulla:

Kolmikerroksinen paperi

Mikäli paperi koostuu kolmesta kerroksesta, ajetaan molemmat ,.’,35 ulommat kerrokset pitkäkuituisemmasta massasuspensiosta, jotka ulommat kerrokset vaikuttavat erityisen tehokkaasti kuitusuuntaukseen, kun taas keskimmäinen kerros ajetaan ly-\: hyillä kuiduilla, jolloin tähän keksimmäiseen kerrokseen muo- 3 112259 dostuu tasalaatuinen pintapaino-poikittaisprofiili. Peruste arkin oikoisuuteen vaikuttamiseksi ulomman kerroksen kautta on se, että kerroksen etäisyyden lisääntyessä arkin keskikerroksesta, pienet jännitykset tässä kerroksessa aikaansaavat 5 myös lisääntyvän vaikutuksen arkin muodonmuodostukseen. Näitä muodonmuutoksia ohjataan sillä tavalla vyöhykkeittäin, että vaikutetaan kuitusuuntaukseen ulkokerroksessa. Tämän menettelyn tehokkuutta lisätään siten, että ulkokerroksessa käytetään edullisesti pitkiä kuituja, jotka suosivat tarvitavaa 10 jännityksen muodostusta.

Kaksikerroksinen paperi

Jos ajatellaan kaksikerrosperälaatikkoa yhdessä pitkäviiran 15 kanssa, vahvistuu suuttimen poikittaisvirtausten vaikutus kuitusuuntaukseen suihkunopeuden ja viiranopeuden eron johdosta. Tästä syystä on järkevää käyttää viiran lähellä olevaa kerrosta kuitusuuntaukseen vaikuttamiseen. Tällä tavalla toteutetaan kuitusuuntaukseen vaikuttaminen viiraa kohti osoit-20 tavassa kerroksessa ja pintapainoon vaikuttaminen viirasta poispäin osoitavassa kerroksessa.

Eräs erityinen etu esitetyissä toteutusmuotoesimerkeissä tai ;‘· menetelmissä paperirainan valmistamiseksi on, että vaikutta- : 25 vat toimenpiteet suoritetaan niiden maksimaalisen vaikutuksen > · * kohdassa, ja samanaikaisesti tarvittavat konstruktiiviset ’! vaatimukset on rajoitettu ehdottomaan minimiin. Niinpä, kuten » · kuviosta 1 havaitaan, on mahdollista muodostaa kolmikerroksinen perälaatikko siten, että ulompien kerrosten vyöhykkeit-30 täin syötettyjä massavirtauksia säädetään ainoastaan kuris-tuslaitteilla G2 ja G3, koska tällä tavalla vaikutetaan kui-tusuuntaukseen, kun taas keskimmäistä kerrosta hallitaan kah-; desta erilaisesta massatiheydestä koostuvalla massasuspen- V siosyötöllä, jotka erilaiset massatiheydet sekoitetaan sekoi- i!; 3 5 tusjärjestelmässä vyöhykkeittäin. Kuviossa 1 esitetyssä esimerkissä käytetään sekoitusventtiilin, joka on esitetty DE-hyödyllisyysmallissa G 92 05 111, sitä ominaisuutta, että '.! johdettaessa sivuvirtaus päävirtaukseen sekoittimesta ulos- 4 112259 virtaavan virtauksen kokonaistilavuus pysyy sivuvirtauksen suuruudesta riippumatta vakiona. Tällä tavalla on mahdollista yhdellä ainoalla venttiilillä G1 suorittaa vyöhykkeittäin keskimmäisen kerroksen massatiehysmuutos ilman tämän kerrok-5 sen samanaikaista ei-toivottua poikittaisvirtausta, jolloin kuitusuuntaus pysyy jatkuvasti vakiona.

Keksinnön mukaisesti on luonnollisesti myös mahdollista yhden ainoan monikerroksisen perälaatikon sijasta muodostaa vas-10 taava monikerroksinen paperiraina useiden peräkkäin kytkettyjen yksikerroksisten perälaatikoiden avulla, jolloin yksittäisten kerrosten ominaisuuksiin vaikuttaminen toteutuu samalla tavalla kuin monikerrosperälaatikoissa.

15 On selvää, että tällaisissa suhteellisen monimutkaisissa perälaatikon säätömahdollisuuksissa on käyttöä automaattiselle mitta- ja säätötekniikalle, jonka avulla on-line-käytössä vastaavat kuitusuuntaus- ja pintapaino-poikittaisprofiilimit-taukset voidaan toteuttaa ja vastaavien säätömatkojen kautta 20 yksittäiset venttiilit ovat vyöhykkeittäin ohjattavissa.

i i - » * # * * * * ! » * » t · ;

Claims

1. Paperikoneen monikerrosperälaatikko monikerroksisen pape-5 rirainan valmistamiseksi, jossa eri kerroksilla on erilaisia ominaisuuksia, tunnettu siitä, että 1.1 ainakin yhteen kerrokseen on pintapaino-poikittaispro-fiilin säätämiseksi järjestetty vyöhykkeittäinen tilavuusvir- 10 taus, jossa eri vyöhykkeiden massatiheydet ovat yksilöllisesti säädettävissä; 1.2 ainakin yhteen muuhun kerrokseen on kuitusuuntaus-poi-kittaisprofiilin säätämiseksi järjestetty vyöhykkeittäinen 15 tilavuusvirtaus, joiden vyöhykkeiden läpivirtaukset ovat säädettävissä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen monikerrosperälaatikko, tunnettu siitä, että kussakin yksittäisessä kerrok- 20 sessa vaikutetaan joko yksinomaan vyöhykkeittäiseen kuitu-suuntaukseen tai yksinomaan vyöhykkeittäiseen pintapainoon.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen monikerrosperälaatikko, ; **· tunnettu siitä, että on järjestetty kaksi kerrosta, :,ä5: jolloin: 3.1 ensimmäiseen kerrokseen on pintapaino-poikittaisprofii-Iin säätämiseksi järjestetty vyöhykkeittäinen tilavuusvir-taus, jossa eri vyöhykkeiden massatiheydet ovat yksilölli- 30 sesti säädettävissä; 3.2 toiseen kerrokseen on kuitusuuntaus-poikittaisprofiilin säätämiseksi järjestetty vyöhykkeittäinen tilavuusvirtaus, joiden vyöhykkeiden läpivirtaukset ovat säädettävissä. 3.5 '

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen monikerrosperälaatikko, tunnettu siitä, että on järjestetty kolme kerrosta, jolloin: 6 112259 4.1 keskimmäiseen kerrokseen on pintapaino-poikittaisprofii-lin säätämiseksi järjestetty vyöhykkeittäinen tilavuusvir-taus, jossa eri vyöhykkeiden massatiheydet ovat yksilölli- 5 sesti säädettävissä; 4.2 ainakin yhteen uloimpaan kerrokseen kuitusuuntaus-poi-kittaisprofiilin säätämiseksi järjestetty vyöhykkeittäinen tilavuusvirtaus, joiden vyöhykkeiden läpivirtaukset ovat sää- 10 dettävissä.

5. Paperikoneen märkäosa monikerroksisen paperirainan valmistamiseksi, jossa: 15 5.1 on järjestetty peräkkäin ainakin kaksi perälaatikkoa; tunnettu siitä, että 5.2 peräkkäin kytketyt perälaatikot on varustettu koneen le-20 veyssuunnassa vyöhykkeittäisellä massasyötöllä; jolloin 5.2.1 ainakin yhteen perälaatikkoon on kuitusuuntaus-poikit-: '·. taisprofiiliin vaikuttamiseksi järjestetty - tilavuusvirran osalta - vyöhykkeittäin säädettävä läpivirtaus. ,*. ; 5.2.2 ainakin yhteen perälaatikkoon on pintapaino-poikit- ,;t taisprofiiliin vaikuttamiseksi järjestetty - massatiheyden osalta - yksilöllisesti säädettävä vyöhykesyöttövirtaus. I ·

5 112259

6. Menetelmä monikerroksisen paperirainan valmistamiseksi, tunnettu siitä, että: . 6.1 viiraosaan/viiraosiin syötetään ainakin yhden perälaati- kon avulla useita massasuspensiokerroksia; jolloin • 35 6.2 ainakin yhdessä kerroksessa vaikutetaan kuitusuuntaus- • poikittaisprofiiliin; 7 112259 6.3 ainakin yhdessä muussa kerroksessa vaikutetaan pinta-paino-poikittaisprofiiliin.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että kuitusuuntaukseen ja pintapainoon vaikuttaminen toteutetaan ilman keskinäistä vaikutusta.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuituuntaukseen ja pintapainoon vaikuttaminen to- 10 teutetaan ilman keskinäistä vaikutusta ja toisistaan riippumattomasti eri kerroksissa.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 6-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitusuuntaukseen vaikuttaminen 15 toteutetaan säädettävien, vyöhykkeittäisten tilavuusläpivir-tausten avulla.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 6-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pintapaino-poikittaisprofiiliin 20 vaikuttaminen toteutetaan säädettävien, vyöhykkeittäisten massasuspensiotiheyksien avulla.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 6-10 mukainen menetelmä, ;·.· tunnettu siitä, että vyöhykkeittäisten tilavuusläpi-:*2’5 virtausten säätö tapahtuu lisäksi ulosvirtausraon kohdalle järjestetyn välilevyn avulla.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 6-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vyöhykkeittäisen tilavuusläpi- 30 virtauksen säätö tapahtuu lisäksi ennen ulosvirtausrakoa muutettavan virtausvastuksen avulla. 8 112259