FI113675B - Menetelmä polymeeripinnan vahingoittumisen estämiseksi kalanterilla ja kalanteri - Google Patents

Description

113675

Menetelmä polymeeripinnan vahingoittumisen estämiseksi kalanterilla ja kalanteri Tämän keksinnön kohteena on menetelmä nipin toisen vastinpinnan 5 muodostavan polymeeripintaisen hihnan vahingoittumisen estämiseksi kalanterilla ja kalanteri, joka käsittää nipin, jossa on polymeeripintainen hihna toisena nipin muodostavana pintana. Kalenterit voivat sijaita paperikoneella paperin valmistuslinjan loppupäässä ns. on-line -kalante-reina tai erillään paperikoneesta, ns. off-line -kalantereina.

10

Yleensä kalanterit käsittävät päällekkäin asetettuja teloja, joiden väliin muodostuu nippi. Nippi voi myös muodostua ns. kenkätelan ja sen vastatelan välille tai nipistä kulkevan hihnakierron ja sen vastatelan välille. Kalanteri voi käsittää yhden tai useampia nippejä. Telat voivat olla 15 lämmittämättömiä tai lämmitettyjä ja niiden pinta voi olla kova tai pehmeä. Pehmeä pinta nipissä voi olla polymeeripinta. Polymeeripinnan ja sen vastinpinnan välille syntyy kovien telojen muodostamaa nippiä pitempi nippi, jossa rainan käsittelyaika muodostuu pitemmäksi kuin kovien vastinpintojen muodostamassa nipissä, mutta rainaan kohdistuva 20 paine pinta-alayksikköä kohden on pieni. Polymeeripinnan taustalla olevan pinnan, kuten kengän, muodolla ja/tai polymeerimateriaalin, kuten hihnan, elastisuudella voidaan vaikuttaa nipin pituuteen. Raina kulkee yhden tai useamman nipin kautta ja tällä käsittelyllä mm. rainan - ♦ paksuusvaihtelut vähenevät, pinta siliää ja raina ohenee.

; 25 ’·· Polymeeripinnalla tarkoitetaan tässä hakemuksessa vastinpintaa, jonka : nipin muodostavana pintana on polymeeripinta. Tällaisia ratkaisulta ovat esimerkiksi metallivaippaisen telan pinnalla oleva polymeeripinta, :[[[: kenkäkalanterin polymeeripintainen hihna, tai hihnajärjestely, jossa po- 30 lymeeripintainen hihna kiertää telojen ympäri ja nipin kautta.

’.··. Tunnettuja ratkaisulta polymeeripinnoitteen vahingoittumisen estämi- ]·’ seksi polymeeripintaisen telan ja termotelan välisessä nipissä on mm.

: V ratkaisu, jossa paperia oskilloidaan reunalta toiselle, jolloin keskimää-

IM

35 räinen lämpötila telan päissä laskee, koska paperi suojaa telan päitä. Tämä järjestely tunnetaan pelkästään off-line -kalantereilla.

» » » » » · > 1 · 2 113675

Toinen tunnettu ratkaisu on ajaa paperi ylileveänä ja leikata reunat pois kalenterin jälkeen. Tällainen ratkaisu tunnetaan mm. patenttijulkaisusta Fl 83249, jota vastaa GB 2218434.

5 Julkaisusta US 5,266,167 tunnetaan polymeeripintaisen telan jäähdytysjärjestelmä, jossa telan päitä jäähdytetään vesikatolla. Vesikaton muodostamiseen käytetään vesilähteen kanssa yhteydessä olevaa, telan aksiaalisuunnassa liikutettavaa harjaa, sientä tai huopaa.

10 Julkaisusta EP 00792966 tunnetaan polymeeripintaisen telan jäähdytysjärjestelmä, jossa telan päät on suojattu eristysnauhajärjestelyllä. Edullisesti eristysnauha on rengasmainen nauha, joka kulkee ainakin yhden kääntötelan yli ja jota kiristetään kiristyslaitteella.

15 Tunnettujen ratkaisujen ongelmana on, että polymeeripinnan reuna-alueiden lämpötilan tarkkailusta ja erilaisista jäähdytys- ja eristysjärjes-telmistä huolimatta syntyy pinnoitevaurioita. Silloin, kun paperi ajetaan ylileveänä, hyötysuhde laskee ja syntyy pois leikattavasta reunanau-hasta johtuvaa hävikkiä.

20

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että polymeeri- pintaista hihnaa liikutetaan käsiteltävän rainan poikkisuunnassa.

Keksinnön mukaiselle kalenterille on tunnusomaista, että kalanteri *;!,1 käsittää elimet, jotka on järjestetty liikuttamaan polymeeripintaista V : 25 hihnaa käsiteltävän rainan poikkisuunnassa.

«· •

Keksinnön tarkoituksena on vähentää tunnettujen ratkaisuitten yhtey-dessä havaittuja ongelmia. Keksinnön mukaisella menetelmällä voi-daan estää polymeeripinnan vahingoittumista lämpötilan kohoamisen 30 ja/tai liiallisen paikallisen rasituksen seurauksena tehokkaasti ja yksin-kertaisesti. Kustannussäästöä saavutetaan silloin, kun polymeeripinnan '·'··, lämpötilan mittauksesta ja reunajäähdytyksistä voidaan luopua. Myös paineilman kulutus laskee, kun ilmajäähdytystä ei käytetä, jolloin saavu-: V tetaan energian säästöä ja melu vähenee.

O 35 . ; Polymeeripinta on järjestetty liikutettavaksi siten, että se liikkuu käsitel- . ·, 5 tävän rainan poikkisuunnassa. On myös mahdollista, että polymeeripin nan vastinpintana olevaa lämmitettävää pintaa liikutetaan käsiteltävän 3 113675 rainan poikkisuunnassa polymeeripinnan sijasta, mutta edullinen vaikutus jää tässä vaihtoehdossa pienemmäksi kuin polymeeripintaa liikutettaessa. Polymeeripintaa voidaan liikuttaa tarvittaessa silloin, kun halutaan säätää rainan reuna ja vastinpinnan reuna kohdakkain. Tällöin 5 polymeeripinta voi jäädä paikalleen säädön jälkeen käsiteltävän rainan poikkisuunnassa polymeeripinnan rainan kulkusuunnan suuntaisen pyörimisliikkeen jatkuessa tai sen kohdistusta rainan reunaan voidaan seurata sopivalla valvontalaitteella ja suorittaa säätöä tarvittaessa.

10 Toinen mahdollisuus on, että polymeeripintaa liikutetaan käsiteltävän rainan poikkisuunnassa siten, että polymeeripinta liikkuu ensin kohdakkain rainan toisen reunan kanssa ja sen jälkeen vastakkaissuuntaisella liikkeellä liikkuu kohdakkain rainan vastakkaisen puolen reunan kanssa. On myös mahdollista, että polymeeripinnan reunoihin on järjestetty 15 lämpötilan mittaus ja polymeeripinnan liike on järjestetty alkamaan vasta silloin, kun lämpötila ylittää tietyn asetusarvon. Polymeeripinnan poikittaissuuntaisen liikkeen aikaansaamiseksi kalenterilla on sopivat elimet sitä varten. Elimet voivat olla esimerkiksi sopivat työntimet, jotka työntävät telaa aksiaalisuunnassa tarkoitukseen sopivalla nopeudella. 20 Työnnin voi olla esimerkiksi hydrauli- tai paineilmasylinteri tai käsiteltävän rainan poikkisuunnassa liikkeen antava ruuvijärjestely.

Keksintöä voidaan soveltaa käytettäväksi monissa eri sovelluksissa, • · joista eräs tärkeä on polymeeripintaisen telan ja termotelan välinen ’ 25 nippi. Yleensä polymeeripintaisen telan ja termotelan välisessä nipissä : ’·· polymeeripintainen tela on taipumakompensoitu. Keksinnön mukai- sessa kalanterissa polymeeripintainen tela laakeroidaan siten, että sitä voidaan liikuttaa aksiaalisuunnassa. Telan toinen reuna, esimerkiksi ns.

käyttöpuoli, säädetään erittäin tarkasti samaan kohtaan paperirainan 30 reunan kanssa. Ongelma jää edelleen koneen toiseen reunaan, ns.

huoltopuolelle, mutta on tarkkailun kannalta helpompaa, jos vain toinen !···, pää vaatii tarkkailua. Siinä reunassa, jossa paperin ja polymeeripinnan • · reuna on kohdakkain, vältytään polymeeripinnan ylikuumenemiselta, • · · : V koska paperiraina suojaa polymeeripintaa.

•«· 35 .*! : Kun tela on aksiaalisesti aseteltavissa, pinnoitteen sylinterimäinen : osuus voidaan tehdä hiukan kapeammaksi kuin tavallisesti, koska pa- * »» perirainan reunan aksiaalisuuntainen asema saadaan täsmällisesti 4 113675 säädettyä. Tavallisesti paperin paikka rainan poikkisuunnassa (telan pituussuunnassa) on vaikea täsmällisesti ennustaa. On mahdollista, että joissain tapauksissa, kun paperin leveys tunnetaan melko tarkkaan, kaikki reunaongelmat vältetään pelkästään hiomalla pinnoite 5 täsmälleen paperin levyiseksi ja asettelemalla tela paperirainan kohdalle. Tällöin kaikki lämpötilamittaukset ja jäähdytykset voidaan jättää pois.

Keksinnön toinen sovellusmuoto polymeeripintaisen telan ja termotelan 10 välisessä nipissä on sellainen, jossa taipumakompensoitu tela järjestetään, samoin kuin edellä, aksiaalisesti liikuteltavaksi ja liikuttaminen toteutetaan automaattisesti oskilloivasti siten, että polymeeripintainen tela liikkuu edestakaisin käsiteltävän rainan poikkisuunnassa. Menetelmän teho perustuu siihen, että paperi jäähdyttää osan aikaa pinnoitetta ja 15 leikkaa korkeimman lämpötilahuipun pois.

Keksintöä voidaan soveltaa myös kenkäkalanteriin siten, että kenkäte-lan vaipan muodostavaa hihnaa oskilloidaan telan aksiaalisuunnassa edestakaisin jatkuvatoimisesti siten, että tela siirtyy aksiaalisuunnassa 20 tietyn matkaa. Kenkätelan hihna on järjestetty pyöriväksi kiinnittämällä se sivuistaan kiinteän akselin ympäri pyöriviin, akselille laakeroituihin kenkätelan päätylevyihin. Kenkätelan hihna on yleensä polymeeripinta, , . jota kuormitetaan telan vaipan sisäpuolelta vyöhykkeittäin säädettävillä ' * ' kuormituselementeillä. Kun kenkätelan hihna liikkuu kenkätelan aksiaa- * » :· : 25 lisuunnassa, hihnan reunat ovat osan aikaa paperin alla suojassa, jol- : · loin termotelasta ei johdu lämpöä hihnaan ja toisaalta paperi myös jäähdyttää hihnaa, jos hihnan lämpötila on korkeampi kuin ·/ paperirainan.

30 Kenkäkalanterilla voidaan myös mitata hihnan reuna-alueiden lämpöti- laa esimerkiksi infrapunalämpömittarilla ja oskillointi kytketään päälle !·>. kun lämpötila ylittää asetusarvon. On myös mahdollista, että paperirai- nan reuna ja kenkätelan hihnan reuna ovat kohdakkain paperirainan : V toisessa reunassa ja paperirainan reunan yli telan aksiaalisuunnassa 35 jatkuvaa hihnan polymeeripintaista osuutta tarkkaillaan lämpötilan . \ : suhteen ja jäähdytetään.

» · * » β 113675

Kalanterilla polymeeripinnan siirtoa käsiteltävän paperirainan poikki-suunnassa voidaan hyödyntää myös polymeeripinnan kulumisen estämiseksi. Jos esimerkiksi vyöhykesäätöisellä telalla käsiteltävää rainaa joudutaan profiloimaan paikallisesti paperin profiilivirheen takia, saattaa 5 tämä aiheuttaa hihnan kulumista tai pinnankarheuden pienenemistä paikallisesti, mikä lyhentää hihnan käyttöikää.

Kun polymeeripintaa, kuten polymeeripintaista telaa, kenkäkalanterin vaipan muodostavaa hihnaa tai hihnakalanterin hihnakiertoa, liikutetaan 10 käsiteltävän rainan poikkisuunnassa keksinnön mukaisella menetelmällä, epätasaista kulumista voidaan vähentää.

Seuraavassa keksintöä tarkastellaan viittaamalla oheisiin kuviin, joissa 15 kuvat 1a-1c esittävät polymeeripintaisen telan ja kovapintaisen ter- motelan muodostamaa nippiä kohtisuorassa telojen ak-siaalisuuntaa vastaan, ja kuvat 2 ja 3 esittävät keksinnön eräiden sovelluskohteiden, kenkäka-20 lanterin ja hihnakalanterin, periaatetta sivukuvantona.

Kuvissa 1a-1c on esitetty polymeeripintaisen telan 1 ja kovapintaisen termotelan 2 muodostama nippi N1 kohtisuorassa telojen aksiaalisuun-';*/ taa vastaan. Kun ainakin toinen nipin muodostavista vastinpinnoista on v : 25 joustava, muodostuu pitkä nippi. Polymeeripintaisen telan 1 metallivai- : *·· pan 4 päällä on polymeeripinta 3. Metallivaipan 4 ja polymeeripinnan 3 s.’”: rajapintaa on kuvissa esitetty katkoviivalla. Nipin N1 kautta kulkee ka- lanterissa käsiteltävä paperiraina W (havainnollisuuden vuoksi paperi-rainan paksuutta on liioiteltu kuvissa), joka on kapeampi kuin polymee- * · · 30 ripintaisen telan 1 ja kovapintaisen termotelan 2 muodostaman nipin N1 pituus telojen aksiaalisuunnassa. Se polymeeripinnan osuus, joka ulot-tuu paperirainan W leveyden ulkopuolelle, on alttiina kuumenemiselle termotelan 2 läheisyydestä johtuen.

«« · • · · * · • » 35 Keksinnön mukaisessa kalanterissa polymeeripintaista telaa 1 liikute-.·! : taan telan aksiaalisuunnassa, kuvassa 1b esitetyn nuolen L suuntai- .·. | sesti, niin pitkälle, että paperirainan W ja polymeeripinnan 3 reuna ovat * k » ’ ‘ kohdakkain paperirainan W toisessa reunassa. Kun tela 1 on saavutta- 6 113675 nut ääriasentonsa, se on järjestetty liikkumaan telan aksiaalisuunnassa, kuvassa 1c esitetyn nuolen R suuntaisesti, niin pitkälle, että paperirai-nan W ja polymeeripinnan 3 reuna ovat kohdakkain paperirainan W vastakkaisessa reunassa.

5

Telan 1 aksiaalisuuntainen liike voi olla jatkuva siten, että tela 1 liikkuu sopivalla nopeudella vuorotellen nuolien L ja R suunnassa ääriasennosta toiseen, jolloin telan 1 kummankin pään polymeeripinnoitteen lämpötila pysyy sopivalla tasolla ja myös polymeeripinnan 3 kuluminen 10 on tasaista. Telan 1 aksiaalisuuntainen liike saadaan aikaan laakeroimalla telan päät sopivasti siten, että ne voivat liikkua myös aksiaalisuunnassa. Käytännössä aksiaalisuuntainen liike, joka on ± 10 mm, saattaa olla riittävä.

15 Kuvissa 1a-1c esitetty nipin N1 muodostava polymeeripintainen tela 1 ja termotela 2 voivat olla osa mitä tahansa kalanteria, joissa ko. telajär-jestely on mahdollinen. Nippi N1 voi olla kalanterin ainoa nippi tai se voi olla yksi monesta nipistä, ts. moninippikalanterin osa.

20 Kuvassa 2 on esitetty kenkäkalanterin periaate sivukuvantona. Kalanterin muodostaa kenkätela 5, joka käsittää pyörivän hihnavaipan ja kiinteän keskusakselin. Kenkätela 5 on järjestetty vyöhykkeittäin kuormitettavaksi telan sisällä olevien kuormituselementtien avulla. Ken- • » · kätelan 5 pyörivää vaippaa vasten telan sisällä on liukukenkä, joka pi-' 25 tää hihnavaipan muodossaan nipissä N2.

i *

Kenkätelan 5 vastinpintana nipissä N2 on termotela 6, joka on kovapin-täinen, lämmitettävä tela. Paperirainan W ohjaamiseksi nipin N2 läpi on aputeloja7.

30 ·:. Keksinnön mukaisessa menetelmässä kenkätelan 5 vaipan muodosta- .···. vaa hihnaa liikutetaan edestakaisin telan aksiaalisuunnassa eli käsitel- • · tävän paperirainan W poikkisuunnassa. Tällöin hihnaa on liikutettava : ·* molemmista reunoistaan samaan suuntaan saman verran, jotta •»» 35 hihnaan ei synny aksiaalisuuntaista venymää. Kenkätela voidaan laittaa oskilloimaan jatkuvasti esimerkiksi ± 50 mm minuutin aikana tai hihnan • · : kulumisen estämiseksi voidaan tehdä esimerkiksi niin, että polymeeri- pintaa oskilloidaan hoito- ja käyttöpuolen välillä, käytännössä esimer- 7 113675 kiksi kenkäteloilla noin 200 mm matkalta, joka vastaa joidenkin moni-vyöhykkeisten telojen vyöhykejakoa.Oskillointi voidaan toteuttaa esimerkiksi siten, että sähköisen hihnanohjaussäätimen asetusarvoa muutetaan ohjelmallisesti noin 1 mm tunnissa, jolloin hihna siirtyy 5 hitaasti sivuttaissuunnassa.

Kuvassa 3 on esitetty hihnakalanterin periaate sivukuvantona. Telojen 9 ympäri pyöriväksi on järjestetty polymeeripintainen hihna 10, joka muodostaa pehmeän vastinpinnan nipissä N3. Käsiteltävä paperiraina 10 W kulkee hihnan 10 ja kovapintaisen telan 8 välistä. Nippi N3 muodostuu siten kahdesta kovapintaisesta telasta 8, joista ainakin toinen on lämmitettävä, ja niiden välistä kulkevasta polymeeripintaisesta hihnasta 10. Paperirainan ohjaamiseksi nipin N3 läpi on aputeloja 7. Keksinnön mukaisessa menetelmässä hihnaa 10 liikutetaan sivusuunnassa, ts. 15 telojen 8 aksiaalisuunnassa ja käsiteltävän rainan W poikkisuunnassa.

Keksintö ei ole rajoittunut edellä selostettuun, vaan voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Kalanterit voivat olla moninippisiä ja niiden rakenne voi vaihdella edellä esitetystä poiketen. Elimet polymeeripin-20 nan liikuttamiseksi käsiteltävän paperirainan poikkisuunnassa voivat olla erilaisia. Pääasia tässä keksinnössä on, että polymeeripinnan vahingoittumista voidaan estää liikuttamalla sitä kalanterilla käsiteltävän rainan poikkisuunnassa.

i » : * » * · · i I ( * ·

Claims (9)

1. Menetelmä nipin (N2, N3) toisen vastinpinnan muodostavan poly-meeripintaisen hihnan vahingoittumisen estämiseksi kalanterilla, 5 tunnettu siitä, että polymeeripintaista hihnaa liikutetaan käsiteltävän rainan (W) poikkisuunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kenkätelan (5) vaipan muodostavaa hihnaa liikutetaan käsiteltävän 10 rainan (W) poikkisuunnassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hihnakalanterin hihnaa (10) liikutetaan käsiteltävän rainan (W) poikkisuunnassa. 15

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeripintaista hihnaa (10) liikutetaan käsiteltävän rainan (W) poikkisuunnassa edestakaisin siten, että vuorotellen kummassakin rainan reunassa polymeeripintaisen hihnan reuna ja 20 paperirainan (W) reuna on kohdakkain, jonka jälkeen rainan poik-kisuuntainen liike jatkuu rainan poikkisuunnassa päinvastaiseen suuntaan.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tun-’ ’ 25 nettu siitä, että polymeeripintaisen hihnan reuna (10) ja paperirainan (W) reuna säädetään kohdakkain rainan toisessa reunassa.

6. Kalanteri, joka käsittää nipin (N2, N3), jossa on polymeeripintainen hihna toisena nipin muodostavana pintana, tunnettu siitä, että 30 kalanteri käsittää elimet, jotka on järjestetty liikuttamaan polymeeripintaista hihnaa käsiteltävän rainan (W) poikkisuunnassa. • » £ · *

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että polymeeripintainen hihna on kenkätelan (5) vaipan muodostava hihna. 35

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että polymeeripintainen hihna on hihnakalanterin hihna (10). 5 113675

8 113675

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 6-8 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että toinen nipin muodostavista pinnoista on lämmitettävä. * 1 I , · % 10 113675